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DE2434165C3 - Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehempfängern - Google Patents

Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehempfängern

Info

Publication number
DE2434165C3
DE2434165C3 DE19742434165 DE2434165A DE2434165C3 DE 2434165 C3 DE2434165 C3 DE 2434165C3 DE 19742434165 DE19742434165 DE 19742434165 DE 2434165 A DE2434165 A DE 2434165A DE 2434165 C3 DE2434165 C3 DE 2434165C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electronic switch
frequency
voltage
ultrasonic transmitter
square
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19742434165
Other languages
English (en)
Other versions
DE2434165A1 (de
DE2434165B2 (de
Inventor
Wolfgang Dipl.-Ing. 7530 Pforzheim Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Standard Elektrik Lorenz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19732329740 priority Critical patent/DE2329740C3/de
Application filed by Standard Elektrik Lorenz AG filed Critical Standard Elektrik Lorenz AG
Priority to DE19742434165 priority patent/DE2434165C3/de
Priority to GB2890275A priority patent/GB1511363A/en
Priority to AT551375A priority patent/AT348603B/de
Priority to AU83128/75A priority patent/AU496465B2/en
Publication of DE2434165A1 publication Critical patent/DE2434165A1/de
Publication of DE2434165B2 publication Critical patent/DE2434165B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2434165C3 publication Critical patent/DE2434165C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J9/00—Remote-control of tuned circuits; Combined remote-control of tuning and other functions, e.g. brightness, amplification
    • H03J9/04—Remote-control of tuned circuits; Combined remote-control of tuning and other functions, e.g. brightness, amplification using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0269—Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 angegebenen Ultraschallsender. i/3 ist der Scheitelwert der Grundwellenamplitude,
Durch den im Hauptpatent 23 29 740 beschriebenen 65 Umax der Spitzenspannungswert am akustischen Wand-Ultraschallsender wird eine rückwirkungsfreie und ler und ψ der Stromflußwinkel der Schließphase einer breitbandige Speisung eines elektrostatischen Ultra- Steuerperiode,
schallwandlers für Fernsteuerzwecke erreicht. Als Beispiel sei ein Kommandofrequenzbereich
zwischen 35 und 45 kHz angenommen. Wählt man den Stromflußwinkel der Schließphase des elektronischen Schalters so, daß er bei 45 kHz 180° beträgt, so sinkt er für 35 kHz auf 140°, wenn seine Dauer (vergl. das Impulsdach in Fig. 2c) konstant bleibt. Die wirksame Grundwellenamplitiide nimmt dabei nur um ca. 6% ab. Dieser Verlust ließe sich zwar durch ein entsprechendes Verlängern der Schließphase um 6% völlig kompensieren, jedoch lohnt dieser Aufwand meist nicht
Eine Anordnung, welche die geforderten Bedingungen erfülk, weist zwischen dem Oszillator bzw. dem vom Oszillator gesteuerten Teiler und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters eine Impülsformerstufe auf. Eine solche Iiwpulsformerstufe kann durch ein bekanntes Monoflop gebildet werden.
Wenn als Oszillator ein Multivibrator oder Sperrschwinger veränderbarer Frequenz benutzt wird, können auch hier die Schaltungsteile eine konstante Zeitkonstanz enthalten, welche die Teilphase positiver bzw. negativer Amplitude erzeugen.
Zwischen dem Ausgang des Rechteckgenerators und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters kann zur Impulsformung nach einer anderen Ausführung der Erfindung auch ein Differenzierglied eingefügt werden.
Um die unerwünschte Polarität von der Steuerelektrode des elektronischen Schalters fernzuhalten, ist nach einer weiteren Ausführung der Erfindung vor die Steuerelektrode ein Entkopplungswiderstand gelegt mit einer kurzschließenden Diode für die unerwünschte Polarität parallel zu dieser Steuerelektrode. Der Entkopplungswiderstand kann auch durch eine Diode in Flußrichtung für den Steuerstrom ersetzt werden.
Anstelle der Kurzschlußdiode ist auch eine Zenerdiode zweckmäßig, die eine konstante Steuerspannung für die Schließphase des elektronischen Schalters erzeugt. Für dis cnt"£"£«!CTcsstzts Polarität w'rkt ö\q ^snsrdio* de gleichzeitig als Kurzschlußdiode. Wo das nicht ausreicht, kann eine zusätzliche Kurzschlußdiode beibehalten werden.
Daß die gewünschte Impulsform auch direkt aus einer Teilerschaltung ggf. mit zusätzlichen Und- bzw. Nicht-Und-Schaltungen abgeleitet werden kann, ist an sich bekannt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
F i g. 1 die Grundschaltung für einen erfindungsgemäßen Sender mit einer zusätzlichen Impulsformerstufe F i g. 2a eine Einzelheit (Impulsformerschaltung) F i g. 2b und 2c Diagramme der zugehörigen Impulsformen zur näheren Erläuterung der Frfindung.
Parallel zu den Elektroden des elektroakustischen Wandlers W(Fi g. 1), dessen Wandlerkapazität mit CW bezeichnet ist, sind ein steuerbarer elektronischer Schalter in Form eines von einem Wediselspannungsgenerator OSZ gesteuerten Transistors Tl und eine Reihenschaltung angeordnet, die aus einer Gleichspannungsquelle t/2 sowie einer Spule Li und einer in Flußrichtung des Gleichstromes der Gleichspannungsquelle t/2 gepolten Diode D1 besteht.
Zusätzlich zu dieser Schaltung ist zwischen dem Oszillator OSZ und der Steuerelektrode des elektronisehen Schalters T\ eine Impulsformerstufe IFvorgesehen, welche mit der Wiederholfrequenz des auf verschiedene Frequenzen umschaltbaren Oszillators oder des mit einem umschaltbaren Teiler kombinierten Oszillators an den elektronischen Schalter einen Schließimpuls konstanter Dauer abgibt. Da solche impulsformerstufen beispielsweise auch als »Monoflops« bekannt sind, kann von einer genaueren Darstellung abgesehen werden.
F i g. 2a zeigt den Ersatz der Impulsformerstufe IF durch ein sehr einfaches Differenzierglied G, R\. Mit der Zeitkonstante dieses Gliedes wird die Impulsform A in Fig.2b erzeugt. Widerstand Ri und die Zenerdiode Eh begrenzen die positive Phase des Impulses A auf die Linie B (F i g. 2c). Die unerwünschten negativen Anteile werden durch die Zenerdiode selbst oder mit der zusätzlichen Diode Lh auf die Linie C begrenzt. Die Zeitachse ist mit ί und die Impulsspannung mit LJ bezeichnet.
Das Impulsdach Θ (Schließphase des Schalters) ist bei allen Frequenzen praktisch konstant bzw. von gleicher Dauer. Auf diese Weise wird bei den verschiedenen Frequenzen das Tastverhältnis ebenfalls verschieden, da der Anteil der Schließphase bzw. = Dauer in bezug auf die Wiederholfrequenz oder Periode je nach Frequenz unterschiedlich ist. Daher ist das Tastverhältnis ζ. Β. bei tiefen Frequenzen kleiner, bei hohen Frequenzen jedoch größer. Die Frequenzabhängigkeit der Amplitude der Grundwelle macht jedoch nicht mehr als 6% aus. Es sei noch bemerkt, daß die Erfindung nicht nur in bezug auf das Hauptpatent P 23 29 740 sondern auch in bezug auf das Zusatzpatent (P 23 57 499.4), bei dem eine (hier nicht dargestellte) Energierückgewinnungsschaltung vorgesehen ist, anwendbar ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Ultraschallsender mit einem aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten elektrostatischen Ultraschallwandler zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehgeräten, bei dem an die Gleichspannungsquelle in Serie mit einer Spule und einer in Stromrichtung des Gleichstromes der Gleichspannungsquelle gepolten Diode die Parallelschaltung eines von einem Wechselspannungsgenerator gesteuerten elektronischen Schalters und des Ultraschalhvandlers angeschlossen ist nach Patent 23 29 740, dadurch gekennzeichnet, daß der den elektronischen Schalter (Ti) steuernde Generator (OSZ) veränderbarer Frequenz, insbesondere Rechteckgenerator, so dimensioniert ist, daß er ein festes Zeitkonstartenglied (Θ) in dem Schaltungsteil besitzt, der die Teilphase positiver bzw. negativer Amplitude des Ausgangssignals erzeugt.
2. Ultraschallsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oszillator (OSZ) bzw. dem vom Oszillator gesteuerten Teiler und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters (Tt) eine Impulsformerstufe (IF) eingefügt ist
3. Ultraschallsender nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe (IF) ein Monoflop ist.
4. Ultraschallsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckgenerator ein Multivibrator oder Sperrschwinger ist.
5. Ultraschallsender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Rechteckgenerators und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters (Ti) ein Differenzierglied (C 1, R 1) eingefügt ist.
6. Ultraschallsender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Differenziergliedes (Ci, R 1) und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters (Tl) ein Serienwiderstand (R 2) eingefügt ist.
7. Ultraschallsender nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Differenzierglieder (Ci, R 1) und der Steuerelektrode des elektronischen Schalters (Ti) außer dem Serienwiderstand (R 2) noch eine die unerwünschte Polarität des Steuerimpulses kurzschließende Diode (D 2) vorgesehen ist.
8. Abänderung des Ultraschallsenders nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Diode (D2) oder zusätzlich antiparallel oder parallel eine Zenerdiode (D 3) vorgesehen ist.
9. Ultraschallsender nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Serienwiderstandes (R 2) oder zusätzlich eine Diode in Flußrichtung für den die Schließphase erzeugenden Steuerstrom des elektronischen Schalters (Ti) eingefügt ist.
Gleichzeitig wird dadurch eine polarisierende Gleichspannung an die Kapazität des Ultraschallwandlers gelegt, die mit dem parallelliegenden elektronischen Schalter periodisch kurzgeschlossen wird. Die Frequenz der Steuerspannung des elektronischen Schalters entspricht der abzustrahlenden Ultraschallfrequenz. Die Polarisationsspannung kann auf folgende Art gewonnen werden: Während der Kurzschlußphase wird Strom in einer Induktivität gespeichert, der beim Sperren des
ίο elektronischen Schalters eine Spannung induziert, die über eine Entkopplungsdiode an die Elektroden des Ultraschallwandlers gelangt Infolge der periodisch auftretenden Sperrphase des elektronischen Schalters wird die Polarisationsspannung in jeder Periode neu erzeugt
Die Frequenz der den elektronischen Schalter steuernden (Rechteck)-impulse ist innerhalb des Bereiches der abzustrahlenden Kommandofrequenzen zwar frei wählbar, die am Wandler auftretende Amplitude ist jedoch dieser Frequenz umgekehrt proportional. Wenn der Frequenzgang auch zur Kompensation der frequenzabhängigen Leistungsabgabe des Wandlers herangezogen werden kann, ist jedoch häufig eine andere Frequenzgangkompensation der Amplitude zweckmäßiger.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den frequenzabhängigen Amplitudengang der Grundschaltung für die breitbandige Speisung elektrostatischer Wandler zu beseitigen.
Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Frequenzkompensation der Amplitude ist durch die Wahl eines entsprechend frequenzabhängigen Tastverhältnisses der den elektronischen Schalter steuernden Rechteckspannung erreicht. Wird somit für die Schließphase des elektronischen Schalters unabhängig von der Frequenz der Rechteckspannung eine konstante Dauer Θ gewählt, so bleibt die in der Spule gespeicherte Energie unabhängig von der Periodendauer der den elektronischen Schalter steuernden Rechteckspannung. Die dann an der akustischen Wandlerkapazität erzeugte Spannungsamplitude ist in diesem Fall unabhängig von der steuernden Frequenz konstant.
Eine solche Anordnung hat insbesondere den großen Vorteil, daß die maximale Spannungsfestigkeit der Bauelemente, wie z. B. die zulässige Betriebsspannung der als elektronische Schalter benutzten Bauelemente (Transistor, Thyristor oder Ovonic), der Gleichrichterdioden oder des akustischen Wandlers im gesamten Betriebsfrequenzbereich voll ausgenutzt werden können. Wie bereits früher erwähnt, werden Oberwellen der Rechteckspannung dabei nicht wirksam, weil der akustische Wandler sie praktisch nicht abstrahlt.
Der für die Grundwellenamplitude zu beobachtende Frequenzgang ist mittels der Fourieranalyse für Rechteckschwingungen abzuschätzen:
DE19742434165 1973-06-12 1974-07-16 Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehempfängern Expired DE2434165C3 (de)

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DE19732329740 DE2329740C3 (de) 1973-06-12 1973-06-12 Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehgeräten
DE19742434165 DE2434165C3 (de) 1974-07-16 1974-07-16 Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehempfängern
GB2890275A GB1511363A (en) 1974-07-16 1975-07-09 Ultrasonic transmitter with electrostatic ultrasonic transducer
AT551375A AT348603B (de) 1974-07-16 1975-07-16 Ultraschallsender mit elektrostatischem ultraschallwandler
AU83128/75A AU496465B2 (en) 1975-07-16 Ultrasonic transmitter with electrostatic ultrasonic transducer

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DE19742434165 DE2434165C3 (de) 1974-07-16 1974-07-16 Ultraschallsender zur Fernbedienung von Rundfunk- und Fernsehempfängern

Publications (3)

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DE2434165A1 DE2434165A1 (de) 1976-01-29
DE2434165B2 DE2434165B2 (de) 1979-02-15
DE2434165C3 true DE2434165C3 (de) 1979-10-25

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GB (1) GB1511363A (de)

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AT348603B (de) 1979-02-26
DE2434165A1 (de) 1976-01-29
DE2434165B2 (de) 1979-02-15
AU8312875A (en) 1977-01-20
GB1511363A (en) 1978-05-17

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Legal Events

Date Code Title Description
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8340 Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent