DE1085071B

DE1085071B - Zeitmultiplex-Puls-Code-Fernmessverfahren

Info

Publication number: DE1085071B
Application number: DES61455A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried John
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-01-23
Filing date: 1959-01-23
Publication date: 1960-07-07
Also published as: CH380597A

Description

DEUTSCHES

Ein wichtiger Verfahrensschritt bei der zeitmultiplexen Puls-Code-Fernmessung ist die Verschlüsselung der an verschiedenen Meßstellen anfallenden analogen Meßwerte in den digitalen Puls-Code. Eine bekannte Methode wendet für die Verschlüsselung einen selbsttätigen Stufenkompensator an, der nach Maßgabe einer zeitmultiplexen Verteilerschaltung an jede Meßstelle angelegt wird und innerhalb einer kurzen Zeitspanne den momentanen Analogwert in ein digitales Telegramm umwandelt. Soll wirklich ein genauer Momentanwert verschlüsselt werden, so muß der Analogwert für die Dauer der zur Verschlüsselung benötigten Zeit festgehalten werden.

Dies kompliziert den ohnehin schon nicht einfachen selbsttätigen Stufenkompensator weiter. Wird auf die Verschlüsselung eines Momentanwertes verzichtet, so gibt das erhaltene Impulstelegramm einen Mittelwert an. Die Mittelwertbildung umfaßt aber nur eine sehr kurze Zeitspanne, weil der Verschlüßler in schneller Folge auf die einzelnen Meßstellen umgeschaltet werden muß. Anstatt eines selbsttätigen Stufenkompensators kann auch ein sogenannter Sägezahnverschlüßler verwendet werden, ohne daß die geschilderten Nachteile davon beeinflußt werden.

Es ist ein Zeitmultiplex-Fernmeßverfahren bekannt, bei dem jedoch kein Impuls-Code übertragen wird, sondern verschiedene Signalfunktionen zeitlich nacheinander abgetastet und die so erhaltene amplitudenmodulierte Impulsfolge übertragen wird. Die Erfindung soll dagegen von einem Puls-Code-Modulationsverfahren ausgehen, das hinsichtlich seiner Störanfälligkeit viel weniger empfindlich als jede Art von Amplitudenmodulation ist.

Es ist auch ein Übertragungssystem mit einer Impuls-Zähl-Modulation bekanntgeworden. Dabei wird die Nachricht zuerst in eine Impuls-Längen-Modulation umgeformt. Dann dient die unterschiedliche Dauer der einzelnen Impulse dazu, ein Stromtor in entsprechenden Intervallen zu öffnen. Während dieser Öffnungszeiten gelangt eine der Öffnungszeit proportionale Anzahl Impulse gleicher Folgefrequenz in einen Zähler. Die Zähldauer ist dabei proportional der Nachricht. Mit Hilfe dieses Verfahrens können ohne zusätzliche Einrichtungen keine Mittelwerte über gleiche, einzelnen Meßgebern zugeordnete Zeitabschnitte gebildet werden. Dies stellt aber eine mit Hilfe der Erfindung zu lösende Aufgabe dar.

Es ist auch bekannt, daß unter der Bezeichnung Festmengen-Verschlüßler Zählketten verwendet werden, die zur Zählung der Impulse von Meßwertgebern dienen, die vom Meßwert abhängige Impulsfrequenzen aussenden. Derartige Festmengenverschlüßler geben aber keinen Aufschluß über das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren.

Zeitmultiplex-Puls-Code-Fernmeßverfahren

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Siegfried John, Karlsruhe-Knielingen,
ist als Erfinder genannt worden

In einem ebenfalls bekannten Verfahren zur elekirischen Fernübertragung von Zählimpulsen werden die anfallenden Impulse zunächst in einer Speicherstelle gesammelt, um dann zu beliebigen Zeiten über normale Fernsprech- oder Fernschreibnetze abgefragt zu werden. Hierbei handelt es sich aber nicht um ein Zeitmultiplex-Puls-Code-Fernmeßverfahren, wie es der Erfindung zugrunde liegt.

Im folgenden wird nun ein Verfahren beschrieben, das auf einen zentralen Verschlüßler für alle Meßstellen verzichtet und gegenüber den bekannten Verfahren wesentliche Vorteile bietet.

Das Verfahren bezieht sich auf die Fernübertragung von Meßwerten mit Hilfe einer Zeitmultiplex-Puls-Codemodulation. Bei ihm sind den verschiedenen Meßstellen ebenso viele Impulsfrequenzgeber zugeordnet.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zahl der Meßstellen entsprechende Anzahl an sich bekannter Zählketten für die Impulse der meßwertabhängigen Impulsfrequenzen zugeordnet ist und daß jede der in bekannter Weise zeitlich nacheinander abgefragten Zählketten während des ganzen zur Abfrage der anderen Zählketten benötigten Zeitraumes geöffnet ist.

Gegenüber den bekannten Verfahren weist das Verfahren nach der Erfindung zwei wesentliche Vorteile auf. Es kommt ohne einen der sehr komplizierten zentralen Verschlüßler für alle Meßstellen aus. Weiter werden die von ihm erfaßten Mittelwerte der Meßgröße über den größtmöglichen Zeitraum gebildet.
Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders zur Mittelwertbildung geeignet, denn jetzt steht für die Mittelwertbildung an einer einzelnen Meßstelle nicht mehr nur die kurze Zeit zur Verfügung, in der ein zentraler Verschlüßler auf die Meßstelle geschaltet ist, sondern die viel längere Zeit, während der alle

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anderen Meßstellen abgefragt werden. Beispielsweise hat eine bestimmte Fernmeßanlage, die einen Zentralverschlüßler benutzt, für die Mittelwertbildung an einer einzelnen Meßstelle eine Zeit von ungefähr 20 ms zur Verfügung. Diese Zeit erhöht sich bei einem Verfahren nach der Erfindung auf 600 ms. Vor allem bei nur wenigen Meßstellen verringert sich auch der Aufwand an Schaltmitteln, weil infolge ihrer verhältnismäßigen Unkompliziertheit wenige Zählketten einen geringeren Aufwand als ein zentraler Verschlüßler erfordern.

Das Verfahren kann als eine Kombination des Impulsfrequenzverfahrens mit dem Impuls-Code-Verfahren aufgefaßt werden, weil der Analogmeßwert durch einen Impulsgeber zuerst in eine proportionale Impulsfolgefrequenz umgewandelt wird. Darauf beruht eine Weiterbildung der Erfindung, gemäß der bei den Impulsgebern die an sich bekannte Drehmomentkompensation angewendet wird. Ebensogut kann natürlich Spannungskompensation angewendet werden. Eine weitere Variante dieser spannungskompensierten Einrichtung besteht in einem Hallgenerator als Meßwertgeber, einem nachgeschalteten Gleichspannungsverstärker und einem von diesem gespeisten Impulsgenerator. Die Kompensation oder Gegenkopplung erfolgt mittels einer im Impulsgenerator erzeugten Gleichspannung, die auf den Eingang des Verstärkers zurückgeführt ist.

Die geschilderten Kompensationsmethoden verleihen dem Puls-Code-Verfahren eine Genauigkeit und Linearität der Verschlüsselung, welche dem Impulsfrequenzverfahren entspricht.

Die verwendeten Impulsgeber können zweckmäßig elektronische Impulsgeber sein. Sie können aus Röhrenschaltungen oder Transistorschaltungen oder Kombinationen von beiden aufgebaut sein.

Die verwendeten Zählketten können binäre Zählketten sein.

Die Zeichnung stellt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. la, Ib, lc, Id bedeuten von analogen Meßwerten gesteuerte elektronische Impulsgeber. Ihre Ausgangsimpulse werden auf Zählketten2 a bzw. 2b, 2 c, 2d gegeben. 3 stellt einen quarzgesteuerten Frequenzgenerator dar, der über eine Frequenzteilerschaltung 4, eine Steuerfrequenz zur Steuerung eines zeitmultiplexen Verteilers 5 und die Steuerfrequenz zur Steuerung von Schieberegistern 6 a bzw. 6 b, 6 c und 6 d liefert. Im Takte dieser Steuerfrequenz wird der Inhalt der einzelnen binären Zählketten 2 α bzw. b, 2 c und 2d mittels der Schieberegister 6ß bzw. 6b, 6c und 6d und des zeitmultiplexen Verteilers 5 auf die Fernleitung 7 gegeben.

Claims

Patentansprüche:

1. Zeitmultiplex-Puls-Code-Fernmeß verfahren, bei dem den verschiedenen Meßstellen Impulsfrequenzgeber zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der. Zahl der Meßstellen entsprechende Anzahl an sich bekannter Zählketten für die Impulse der meßwertabhängigen Impulsfrequenzen zugeordnet ist und daß jede der in bekannter Weise zeitlich nacheinander abgefragten Zählketten während des ganzen zur Abfrage der anderen Zählketten benötigten Zeitraumes geöffnet ist.

2. Fernmeßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Impulsgebern eine Drehmomentkompensation angewendet ist.

3. Fernmeßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeber spannungskompensiert sind.

4. Fernmeßverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskompensation über Gleichstromverstärker mit Hallgenerator erfolgt.

5. Fernmeßverfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeber elektronische Impulsgeber sind.

6. Fernmeßverfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß binäre Zählketten verwendet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 918 976;
deutsche Patentanmeldung Z 1813 VIII a/21 a ³ (bekanntgemacht am 15. 10. 1953) ;

»ÖTF«, 1954, Heft 9/10, S. 125 bis 132;
»Elektronik«, Juli 1958, S. 201 bis 207.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen