NO832562L - Fremgangsmaate og anordning for radiosamband. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår radiosamband og nærmere bestemt en fremgangsmåte og en anordning for radiosamband i det minste i den ene retning mellom en sender og en mottager.

Oppfinnelsen har som bakgrunn et ønske om å opprette et meldesystem som kan anvendes innenfor et begrenset område ved hjelp av meget enkle midler, særlig innenfor en stor bygning, slik : som én kontor- eller fabrikkbygning, et hotell, en offentlig bygning eller lignende. I et sådant system er det et hoved-formål å oppnå et godt samvirke mellom senderantenne og mottager-antenne. Det er et annet formål å kunne utnytte et eksisterende elektrisk nett for effektforsyning av sender eller mottager.

Som det vil fremgå av de etterfølgende patentkrav, anvendes i henhold til oppfinnelsen et allerede foreliggende elektrisk kraftforskyningsnett, - f.eks. en faseledning for en elektrisk! krafttilførsel, som antenne for en av enhetene, idet det elektriske forskyningsnett er koblet kapasitivt, f.eks. ved hjelp av en kapasitet, til vedkommende enhets signalforbindelse.

I prinsipp kan antennen enten for senderen eller mottageren ut-gjøres av en sådan eksisterende ledningsføring.

Når det gjelder et meldesystem, er fortrinnsvis en sentral sender koblet til det elektriske hett, som i dette tilfelle dels tjener som kraftkilde for senderens elektroniske utstyr og anvisningsinnretning, og dels som antenne ved at signalforsterk-erens utgang er kapasitivt koblet til en faseledning eller null-ledning. En viss strekning av signalene langs vedkommende ledning vil naturligvis finne sted, men hvis utgangseffekten er av størrelseorden 50 W, vil tilstrekkelig elektromagnetisk utstråling fra tilsvarende ledning eller ledninger kunne oppnås i hele vedkommende bygning eller lignende, således at den utsendte stråling kan oppfanges ved hjelp av bærbare, batteridrevne mottagerenheter som er utstyrt med vanlige ferritanten-ner.

Andre mulige anvendelser er dataoverføring, dataoppsamling og alarmsystemer. I det sistnevnte tilfelle kan et antall forskjellige sendere sende ut radiosignaler som oppfanges av et elektrisk forsyningsnettverk, som gjør tjeneste som mottager-'antenne og er kapasitivt koblet til et alarmsenter. Senderne såvel som sentralmottageren kan i dette tilfelle effektforsynes enten fra vedkommende nett eller ved hjelp av batterier.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av et ut-førelseseksempel i form av et meldesystem, som er skjematisk vist på de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et forenklet blokkskjerna av en sender som er koblet til et elektrisk nett, samt en separat mottager,

Fig. 2 viser en oscillator som inngår i mottageren,

Fig. 3 viser en forsterker som inngår i mottageren, og

Fig. 4 viser en effektenhet som også inngår i senderen.

Den øvre del av fig. 1 viser en sender, mens den. nedre del viser en mottager 2. I henhold til oppfinnelsen er mottageren koblet til et eksisterende trådnettverk, nemlig et vanlig elektrisk forsyningsnett 3 med trådgrupper som omfatter en jordledning 4, en nulledning 5 og en faseledning 6 (220 V vek-selstrøm) .

I det viste eksempel utgjør senderen 1 sentralenheten i et meldesystem og omfatter en styreinnrétning 7 med mikrofon 8, en FM-modulator 9, en oscillator 10, en forsterker 11, en kraft-forsyning 12 og en tilpasningsenhet 13, idet den sistnevnte enhet er koblet til forsterkerens utgangsside over en konden-sator 14. Styreinnretningen 7 er forbundet med de øvrige send-erenheter 9-14 ved hjelp av en 7-tråds kabel 15, som dels sørger for strømtilførsel fra effektenheten 12, og dels over-fører kodet informasjon med adresse til en meldeenhet (mottager 2), idet denne informasjon overføres gjennom enhetene 9 - 13, som vil bli nærmere beskrevet nedenfor. For dette formål er styreinnretningen forskynt med følgende utstyr (ikke vist): en på/av-bryter, et tastatur for å slå inn et fem-sifret kode nummer (f.eks. i en fem-toners-CCIR-kode), en innretning for anvisning av det valgte kodenummer, en sendernøkkel for å sende ut den kodede informasjon gjennom enhetene 9-13, en lysdiode eller lignende som sender ut rødt lys for å angi at vedkommende informasjonsoverføring er blitt utført, en lysdiode eller lignende som sender ut grønt lys for å angi at taleoverføring er mulig, samt en mikrofon 8 (angitt i figuren).

Signalene fra styreinnretningen moduleres i FM-modulatoreri 9

og overføres til oscillatoren 10, hvis kretsoppbygning er nærmere vist i fig. 2. Oscillatoren omfatter således en så-kalt synteséoscillator som består av en spenningsstyrt oscillator 16 (VCO), en krystallstyrt referanseoscillator 17, en variabel frekvensdeler 18 som er koblet til utgangen for VCO-oscillatoren 16, samt en fasekomparator 19 som er forbundet med frekvensdeleren 18 og referanseoscillatoren 17, således at disse komponenter tilsammen danner en faselåst sløyfe. Innstilling av ønsket frekvens finner sted i frekvensdeleren 18. På utgangssiden av oscillatoren 10 oppnås således et fre-kvensmodulert høyfrekvenssignal, som fortrinnsvis har en bære-bølgefrekvens på omkring 100' kHz og en modulasjon på omkring 3 kHz. Prinsipielt, kan imidlertid en bærebølgefrekvens innenfor området 20-500 kHz anvendes.

Det FM-modulerte signal overføres til forsterkeren 11, som er skjematisk nærmere vist i fig. 3. Forsterkeren består av et effekttrinn uten transformator og av mottakttype, som arbeider i klasse AB. Forsterkerenheten er tilbakekoblet over et bånd-pasfilter 20 som er avstemt tilsendefrekvensen. Dette filter begrenser sendersignalets innhold av harmoniske og andre u-ønskede signaler. Forsterkerens utgang er koblet til kondensatoren 14, som er dimensjonert for å motstå ganske høye spen-ninger og strømmer, og som f.eks. kan ha en kapasitet på omkring lyUF og er utført for å kunne tåle 600 V og 5A. Det er da mulig å koble forsterkerens utgang til det foreliggende elektriske nett 3. For å oppnå impedanstilpasning, er en tilpasningsenhet 13 med variabel impedans innkoblet mellom konden satoren 14 og den elektriske nettforbindelse 21, således at belastningsimpedansen kan innstilles lik utgangsimpedansen for forsterkeren 11, således at en optimal energioverføring sikres. Forbindelsen med nettet vil også fremgå av fig. 4,

som viser et koblingsskjerna for senderens effektenhet 12. Signalutgangen fra kjeden av enhetene 9-13 er koblet (kapasitivt over kondensatoren 14) til en fasetråd,: som er påtryk-ket 220 V vekselspenning over et vanlig støpsel som er plugget inn i en jordet elektrisk stikkontakt. Over den samme elektriske stikkontakt tilføres driveffekt til senderen. Som det vil fremgå av fig. 4, omfatter drivenheten for dette formål to separate transformatorer 22, 23 og tilhørende likeret-tere 24, 25 samt kondensatorfiltere 26, 27. Den øvre effekt-forsyninga som er vist i. fig. 4 er over en ledning 28 koblet : til den ovenfor nevnte på/av- bryter i styreinnretningen 7, samt over nevnte bryter til en reléspole Re l.'i den nedre effekttilførsel. Det hele er utført slik at en transistor Tri som er koblet i serie med reléspolen Rel, bare vil være

i ledende tilstand hvis støpselet er plugget inn på riktig måte, hvilket vil si hvis lederen F som er forbundet med basis for transistoren, er koblet til vedkommende fasetråd i det elektriske nett. Hvis lederen F i stedet er koblet til null-! ledningen, vil transistoren Tri fortsatt forbli ikke-ledende, hvilket i sin tur fører til at en relébryter Rel i den øvre ef f ektf orskyning!; forblir åpen. Begge effektforskynihgerr er også gjensidig sammenkoblet ved at en reléspole Re2 i den øvre tilførsel styrer en relébryter Re2 i den øvre effektforskyning styrer en relébryter Re2 i den annen effektforskyning.

I den nedre effektforskyning er det et annet relé Re3 som ut-løses av den ovenfor nevnte sendernøkkel i styreinnretningen 7. Når lederne F, N og J er blitt koblet korrekt, hvilket vil si henholdsvis til faseledningen,nullédningen og jordledningen, og alle reléer Rel, Re2, Re3 er på, vil den øvre kraftforskynr-, ing avgi en stabilisert likespenning på 12 volt til styreinnretningen 7, modulatoren 9 og oscillatoren 10, mens den nedre effekttilførsel forskyner effektforsterkeren 11 med en ustabili-sert likespenning på 40 V. Hvis på den annen side ingen beskyt- telsejord er tilgjengelig, eller støpselet er feilvendt, vil effektenheten 12 ikke avgi noen spenning i det hele tatt.

Som vist i fig. 1, overføres høyfrekvenssignalet over forbindelsen (støpsel-stikkontakt) 21 til fasetråden 6 som inngår i det elektriske forskyningsnett, idet denne fasetråd antas å strekke seg rundt hele vedkommende bygning og inn i dens forskjellige deler. Hvis visse grupper er koblet til de øvrige to faser, kan en kapasitiv overføringskobling utføres slik at signalene fordeles over hele det elektriske nett i bygningen. Faselederen 6 eller samtlige faseledere vil herunder gjøre tjeneste som antenne og vil stråle ut radiobølger ved den valgte frekvens på omkring 10 0 kHz, hvilket vil si en forholdsvis lang bølgelengde. En betraktelig signalsvekning vil faktisk finne sted langs lederens lengdeutstrekning regnet fra tilkoblingen 21, men den utstrålte effekt er likevel funnet å være tilstrekkelig for å kunne mottas og detekteres ved hjelp av små, bær.— bare og batteridrevne meldingsmottagere 2 innenfor hele vedkommende bygning, da det elektriske forskyningsnett normalt for-grener seg til nesten alle deler av bygningen og følgelig av-standen mellom en faseleder 6 og en mottager 2 overalt være ganske kort, normalt ikke over 10 meter.

Hver mottager 2 omfatter en ferritantenne 29 som er avstemt

til arbeidsfrekvensen, en FM-mottager 3 0 forbundet med antennen, samt i to innbyrdes parallelle grener, en dekoder 31 for detek-sjon av den overførte sifferkode (f.eks. en CCIR-kode), eventuelt med en tilordnet anvisningsinnretning 32, samt en lav-frekvensforsterker 33 med en høytaler 34 for taleoverføring. Mottageren 2 omfatter videre trykknapper eller taster (ikke vist) for å slå enhetene 30, 31, 33 på og av, samt for å koble om mellom visuell fremvisning på anvisningsinnretningen 32 og akustisk taleoverføring over høytaleren 74. Som tidligere nevnt er mottagerne 2 batteridrevne, fortrinnsvis med batterier som kan lades fra det elektriske forskyningsnett når mottagerne ikke er i bruk som meldeenheter, f.eks. om natten.

Som tidligere nevnt i beskrivelseinnledningen, er flere anvendelser mulig innenfor oppfinnelsens ramme. Ledernettverket kan utgjøres av et hvilket som helst elektrisk forskyningsnett-verk. Videre kan enten en sender eller en mottager, eller eventuelt et apparat som alternativt kan gjøre tjeneste som sender og mottager være kapasitivt koblet til det ledningsnett som fungerer som antenne. Signalmoduleringen kan utføres etter ønske, f.eks. som frekvensmodulasjon, fasemodulasjon, amplitude-modulasjon eller frekvensforskyvnings-modulasjon. Også med hensyn til andre særtrekk kan forskjellige modifikasjoner ut-føres av fagfolk på området innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for radiosamband i det minste i den ene retning mellom to enheter, hvorav den ene gjør tjeneste som sender og avgir et modulert høyfrekvenssignal, mens den annen enhet gjør tjeneste som mottager og demodulerer det mottatte signal, karakter i;'sert ved at signalf orbindelsen for en av enhetene er koblet kapasitivt til en effektforsyningsleder for et foreliggende elektrisk nett, således at nevnte leder gjør tjeneste som antenne for nevnte ene enhet, mens den annen enhet og dens tilsluttede antenne er anbragt i avstand fra nevnte leder, og hø yfrekvenssignalet overføres som elektromagnetisk strålning mellom lederen og antennen i avstand fra denne.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det elektriske nett gjør tjeneste som antenne såvel som effektkilde for nevnte ene enhet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en eller flere fasetråder anvendes som antenne.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte ene enhet er forbundet med en jordet stikkontakt ved hjelp av et vanlig støpsel, på sådan måte at enheten aktiveres bare hvis støpselet er korrekt innplugget således at signaloverføringen finner sted over en faseleder.

5. Anordning for radiosamband i det minste i den ene retning mellom to enheter (1, 2) hvorav den ene gjør tjeneste som sender og omfatter en oscillator (10) for å frembringe en høyfrekvens-bærebølge, en modulator (9) for signalmodulering av bærebølgen, en effektforsterker (11) for forsterkning av den signalmodulerte bærebølge, samt en antenne tilkoblet effektforsterkeren, mens mottageren (2) omfatter en antenne (29) og en demodulasjonskrets (30) for å demodulere det mottatte signal, karakterisert ved at signalforbindelsen (13) for en av enhetene (1) er innrettet for å kobles kapasitivt til en effektforsyningsleder for et foreliggende elektrisk nett (3) og som derved gjør tjeneste som antenne.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte ene enhet omfatter en effektenhet (12) som er innrettet for å kobles til det elektriske nett (3) .

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at effektenheten (12) såvel som signalforbindelsen er koblet til det elektriske nett (3) ved hjelp av et vanlig støpsel og en tilsvarende stikkontakt.

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at effektenheten (12) omfatter automatisk drevne koblingsorganer (Rel, Re2) innrettet for å aktivere vedkommende enhet bare i det tilfelle støpselet er plugget inn i en elektrisk stikkontakt på sådan måte at antenne-forbindelsen (13) blir tilsluttet en faseledning.