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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE2923471 C2
Publication typeGrant
Application numberDE19792923471
Publication date11 May 1989
Filing date9 Jun 1979
Priority date9 Jun 1978
Also published asCA1127710A, CA1127710A1, DE2923471A1, US4359644
Publication number19792923471, 792923471, DE 2923471 C2, DE 2923471C2, DE-C2-2923471, DE19792923471, DE2923471 C2, DE2923471C2, DE792923471
InventorsPeter Maxwell Eastwood Au Foord
ApplicantThe Electricity Trust Of South Australia, Eastwood, Suedaustralien, Au
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet

DE 2923471 C2
Abstract  available in
Claims(17)  translated from German
1.1 Rundsteueranlage zum unabhängigen Schalten von elektrischen Verbrauchern in einem Wechselstromnetz, 1.1 ripple control system for independent switching of electrical loads in an AC system,
1.2 mit einem an das Netz angekoppelten, aus dem Netz gespeisten Sender, 1.2 having an input coupled to the network, powered from the grid stations,
1.3 dessen Frequenz der Netzspannung überlagert wird, und 1.3 the frequency of the mains voltage is superimposed, and
1.4 mit an das Netz angekoppelten Empfängern, 1.4 with coupled to the power receivers
1.5 die von der Frequenz des Senders angesteuert sind und Verbraucher schalten, dadurch gekennzeichnet, 1.5 which are driven by the frequency of the transmitter and the consumer switch, characterized in that
  • a) daß die Sendefrequenz von der Netzfrequenz abgeleitet und mit dieser starr gekoppelt ist, a) that the transmission frequency is derived from the mains frequency and rigidly coupled with this,
  • b) daß die Sendefrequenz durch eine Folge von Signalverzerrungen der Netzspannung gebildet ist und b) that the transmission frequency is formed by a sequence of signal distortion of the mains voltage and
  • c) daß der Empfänger ( 15 ) eine Detektorschaltung mit zwei Synchrongleichrichtern ( 49, 60 ) aufweist, c) that the receiver (15) comprises a detector circuit having two synchronous rectifiers (49, 60),
  • d) daß die Synchrongleichrichter mit einer von der Netzfrequenz abgeleiteten und mit dieser synchron und starr gekoppelten Steuerfrequenz d) that the synchronous rectifier with a derived from the mains frequency and with this synchronously and rigidly coupled control frequency
  • e) um 90° gegeneinander phasenverschoben gesteuert sind, e) are controlled in phase by 90 ° from each other,
  • f) daß der Ausgang jedes Synchrongleichrichters mit einem Quadrierglied verbunden ist und f) that the output of each synchronous rectifier is connected to a squaring element and
  • g) daß die Quadrierglieder auf ein gemeinsames Summierglied aufgeschaltet sind. g) that the Quadrierglieder are applied to a common summing element.
2. Rundsteueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalfrequenz eine Unharmonische der Netzfrequenz und höher als diese ist. 2. ripple control installation according to claim 1, characterized in that the signal frequency is a disharmonious the mains frequency and higher than this.
3. Rundsteueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen Frequenzsynthesizer ( 38 ) zum Multiplizieren der Netzfrequenz mit einer ersten, ganzen Zahl und wenigstens einen dem Frequenzsynthesizer ( 38 ) nachgeschalteten Frequenzteiler ( 36 ) zum Dividieren der multiplizierten Netzfrequenz durch eine zweite ganze Zahl aufweist, wobei die zweite ganze Zahl kleiner ist als die erste Zahl. 3. ripple control installation according to claim 1, characterized in that the transmitter comprises a frequency synthesizer (38) for multiplying the line frequency by a first integer and at least one said frequency synthesizer (38) connected downstream of the frequency divider (36) for dividing said multiplied power frequency by a second integer having number, said second integer is smaller than the first number.
4. Rundsteueranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender drei Frequenzteiler zur Erzeugung drei verschiedener Signalfrequenzen aufweist, die ein auf Frequenzverschiebung beruhendes Kodiersystem (Telegrammkode) bilden. 4. ripple control installation according to claim 3, characterized in that the transmitter comprises three frequency divider for generating three different signal frequencies, which form a system based on frequency shift keying (Telegrammkode).
5. Rundsteueranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mindestens einem Paar antiparallel geschalteter Thyristoren ( 19 ), deren Steuerelektroden mit einer Sendersteuerung ( 18 ) zum Einstellen der Zündfrequenz der Thyristoren ( 19 ) verbunden sind und mit einem Transformator ( 22 ) zum Ankoppeln des Senders an das Wechselstromnetz, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender ferner eine Serienschaltung aus einer Induktivität ( 21 ) und einer Kapazität ( 20 ) aufweist und die Zündfrequenz unter dem Wert der Resonanzfrequenz liegt. 5. ripple control installation according to one of claims 1 to 4, with at least one pair of antiparallel connected thyristors (19), whose control electrodes are connected to a transmitter control (18) for adjusting the firing frequency of the thyristors (19) and with a transformer (22) for coupling of the transmitter to the ac network, characterized in that the transmitter further comprises a series circuit of an inductor (21) and a capacitor (20) and the firing frequency is lower than the value of the resonant frequency.
6. Rundsteueranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Synchrongleichrichter einen zwischen einem Widerstand ( 47, R ) und einem Kondensator ( 48, C ) angeschlossenen CMOS-Umschalter ( 46, 67, 68 ) aufweist, deren Steuereingang mit dem Ausgang eines die Phasenverschiebung bildenden Phasenteilers ( 69 ) verbunden ist ( Fig. 7, 9). 6. ripple control installation according to one of claims 1 to 5, characterized in that each synchronous rectifier one between a resistor (47, R) and a capacitor (48, C) connected to the CMOS switch (46, 67, 68) whose control input is connected connected to the output of the phase shift forming phase splitter (69) (Fig. 7, 9).
7.1 Verfahren zum Betrieb einer Rundsteueranlage, die zum unabhängigen Schalten von Verbrauchern in einem Wechselstromnetz vorgesehen ist, 7.1 Method for operating a ripple control system, which is intended for independent switching of loads in an AC system,
7.2 und einen an das Netz angekoppelten Sender, 7.2 and coupled to the power station,
7.3 dessen Frequenz der Netzspannung überlagert ist, 7.3 the frequency of the mains voltage is superimposed,
7.4 sowie an das Netz angekoppelte Empfänger mit jeweils hochselektiven Filtern aufweist, 7.4 and coupled to the power receivers each with their highly selective filters which
7.5 die in Abhängigkeit von der empfangenen Senderfrequenz einen Verbraucher schalten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: 7.5, a consumer shift as a function of the received transmitter frequency, characterized by the following steps:
  • a) die Sendefrequenz wird aus der Netzfrequenz abgeleitet und mit dieser starr gekoppelt, a) the transmission frequency is derived from the mains frequency and rigidly coupled thereto,
  • b) die Sendefrequenz wird in Form einer sequentiellen Verzerrung der Netzspannung dem Wechselstromnetz aufgegeben, b) the transmit frequency is fed to the AC power in the form of a sequential distortion of the mains voltage,
  • c) im Empfänger wird ein Filter aus zwei Synchrongleichrichtern angeordnet, c) in the receiver is placed a filter of two synchronous rectifiers,
  • d) aus der Netzfrequenz wird eine Steuerfrequenz abgeleitet, die starr und synchron mit der Netzfrequenz gekoppelt ist, d) from the mains frequency is a frequency control derived, which is rigidly coupled and synchronized with the mains frequency,
  • e) die Synchrongleichrichter werden mit der Steuerfrequenz um 90° gegeneinander phasenverschoben gesteuert, wobei ein an einem Synchrongleichrichter anliegendes Eingangssignal in ein Gleichstromausgangssignal umgewandelt wird, e) the synchronous rectifiers are controlled phase with the driving frequency by 90 ° from each other, wherein a signal applied to a synchronous rectifier input signal is converted into a direct current output signal,
  • f) jedes Gleichstromausgangssignal wird quadriert, f) each direct current output signal is squared,
  • g) die quadrierten Gleichstromausgangssignale werden aufsummiert und das Summensignal zum Schalten eines Verbrauchers ausgewertet. g) the squared DC output signals are summed and evaluated the sum signal for switching loads.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Signal auf drei verschiedene Frequenzen in Form eines Telegrammkodes übertragen wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the generated signal is transmitted on three different frequencies in the form of a Telegrammkodes.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Signal in Form einer Serie von Impulsen mit dazwischenliegenden Ausschaltperioden des Senders übertragen wird. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the generated signal is transmitted in the form of a series of pulses with intermediate off periods of the transmitter.
Description  translated from German

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundsteueranlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren zum Betrieb einer Rundsteueranlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 7. The invention relates to a ripple control system according to the preamble of claim 1 and to a method of operation of a ripple control system according to the preamble of claim 7th

Rundsteueranlagen werden zur Steuerung von Stromverbrauchern in Wechselstromversorgungsnetzen eingesetzt, insbesondere dort, wo ein Lastabwurf bei Spitzenlastzuständen erforderlich ist. Ripple control systems are used to control electricity consumers in ac power supply systems, especially where load shedding during peak load conditions is required. Auch zur Steuerung von Relais, Straßenbeleuchtungen, Schaufensterbeleuchtungen, Verkehrsampelanlagen und dgl. können Rundsteueranlagen verwendet werden. Also used for controlling relays, street lighting, showcase lighting, traffic signal systems, and the like. Ripple control systems can be used.

Aufgrund der sich ändernden Lasten in Wechselstromversorgungsnetzen ist es wünschenswert, einzelne Stromverbraucher, wie Pumpanlagen, Warmwasseraufbereitungsgeräte und dgl. selektiv steuern zu können. Due to the changing loads in ac power supply systems, it is desirable individual power consumers such as pumping stations, water treatment equipment, and the like. To be able to selectively control. Hierzu sind Rundsteueranlagen zur selektiven Steuerung des Lastabwurfs vorgesehen, die darüber hinaus noch für andere Funktionen herangezogen werden können. For this purpose, ripple control systems are provided for selectively controlling the load shedding that can still be used for other functions beyond. Eine umfassende Darstellung der Lastabwurfstechnologie unter Verwendung von Rundsteueranlagen ist der Zeitschrift "Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers of America", Band 67, Heft 2, Februar 1979, Seiten 241 ff. unter dem Titel "Electric Power Load Management: Some Technical, Economic, Regulatory and Social Issues" sowie der Zeitschrift "BBC- Nachrichten", 1977, Heft 6, Seiten 239 bis 246 unter dem Titel "Zentrale Leit- und Übertragungstechnik für Rundsteuersysteme" zu entnehmen. A comprehensive presentation of load shedding technology using ripple control systems is the journal "Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers of America", Volume 67, Issue 2, February 1979 pages 241 ff under the title "Electric Power Load Management. Some Technical to remove, Economic, Regulatory and Social Issues "and the magazine" BBC News ", 1977, Issue 6, Pages 239-246, entitled" Central control and transmission technology for ripple control systems ".

Aus der Zeitschrift "Elektrizitätswirtschaft 77" (1978), Heft 10, Seiten 352 bis 357 ist eine gattungsgemäße Rundsteueranlage bekannt, die als Tonfrequenzanlage ausgebildet ist. From the magazine "electricity sector 77" (1978), Volume 10, pages 352-357, a generic ripple control system is known, which is designed as Tonfrequenzanlage. Ein Tonfrequenzgenerator speist über einen Ankopplungstransformator ein Tonfrequenzsignal in das Netz ein; An audio frequency input via a coupling transformer an audio signal in a the network; über hochselektive Filter wird das Tonfrequenzsignal im Rundsteuerempfänger ausgesiebt und anschließend zur Ausführung von Schaltbefehlen ausgewertet. highly selective filter the audio signal is screened in the ripple control receiver and subsequently evaluated for execution of switching commands. Die DE-AS 15 63 212 zeigt eine ähnlich aufgebaute Anlage. DE-AS 15 63 212 shows a similar structure system. Derartige Rundsteueranlagen sprechen auf eine verhältnismäßig große Bandbreite des Tonfrequenzsignals an, wobei ein Bereich von ±5% nicht unüblich ist. Such remote control systems are responsive to a relatively large bandwidth of the audio signal, wherein a range of ± 5% is not uncommon. Eine derart große Bandbreite der Antwortsignale gibt jedoch oft nicht die erforderliche Sicherheit gegen ein unerwünschtes Ansprechen auf Störsignale und verringert darüber hinaus die in einem verhältnismäßig schmalen Signalfrequenzbereich benutzbare Anzahl von Kanälen. Such a large bandwidth of the response signals are, however, often lack the required security against undesired response to noise, and also reduces the usable in a relatively narrow frequency range signal number of channels. Ferner hat sich gezeigt, daß das Tonfrequenzsignal eines Rundsteuersenders sowohl zeitlich als auch temperaturabhängig leicht variieren kann, was zu Störungen führt und die Sicherheit gegen Fehlfunktionen durch Störsignale vermindert. Furthermore, it has been found that the audio signal of a broadcast control channel can vary in both time and temperature dependent light, resulting in reduced interference and security against malfunction due to noise.

Auch die aus "Elektrodienst" 4/73, Seiten 16 und 17 bekannte Rundsteueranlage arbeitet mit einem vom Sender abgegebenen Tonfrequenzsignal, das über Schwingkreise in die Mittelspannungsebene des Wechselstromnetzes eingespeist wird. Also from "Electric Service" 4/73, pages 16 and 17 known ripple control system works with an audio signal emitted by the transmitter, which is fed via resonant circuits in the medium voltage level of the AC mains. Der Eingangskreis im Empfänger filtert das Tonfrequenzsignal aus und führt es gleichgerichtet einem Decoder zu, der bei vorgegebenem Impulsbild einen Schaltbefehl auslöst. The input circuit in the receiver filters out the audio signal and feeds it rectified to a decoder, which triggers a switching command for a given pulse image. Auch diese Rundsteueranlage spricht auf eine große Bandbreite des Tonfrequenzsignals an, so daß keine große Störsicherheit erzielt werden kann. Also this ripple control system responds to a wide range of audio signal so that no great noise immunity can be achieved.

Zur Schaltung von Straßenbeleuchtungen ist bereits vorgeschlagen worden ("Data Transmission over Distribution Systems", Electrical Times, 12. März 1970), durch Einschalten einer großen Last Spannungsverzerrungen hervorzurufen, deren Zeitfolgen vom Empfänger ausgewertet werden. For the circuit of street lighting has been proposed ("Data transmission over distribution system," Electrical Times, March 12, 1970), causing a large load by switching voltage distortions whose term effects are evaluated by the receiver. Obwohl dieser Vorschlag zu befriedigenden Ergebnissen führt, ist die hierfür erforderliche Anlage teuer und muß derart große Ströme schalten, daß die Anlage stets bis an die obere Leistungsgrenze ausgelastet ist. Although this proposal leads to satisfactory results, the requisite investment is expensive and has such a switch large currents, that the system is always busy up to the upper limit.

Aus der US-PS 34 88 517 ist eine Rundsteueranlage bekannt, deren Steuersignale als Gleichstromsignale dem Wechselstromnetz überlagert werden. From US-PS 34 88 517 a ripple control system is known, the control signals are superimposed as DC signals to AC power. Hierzu ist insbesondere vorgeschlagen, einen Kondensator über einen Thyristor an das Wechselstromnetz zu koppeln und in bestimmten Phasenlagen zu zünden, wodurch Steuerimpulse in vorbestimmten Phasenlagen des Wechselstromnetzes überlagert werden. For this particular proposed to couple a capacitor through a thyristor to the AC mains and ignite in certain phase positions, which control pulses are superimposed at predetermined phase angles of the AC mains. Die mit dem Sender synchronisierten Empfänger werden durch die Gleichstrompulse unmittelbar angesteuert. The synchronized with the transmitter receivers are controlled directly by the direct current pulses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Rundsteueranlage derart weiterzubilden, daß bei geringer Empfängerbandbreite Signale mit geringer Amplitude weitgehend störsicher zur Schaltung von Verbrauchern verwendet werden können. The invention has the object of developing a generic ripple control system such that at low receiver bandwidth signals with a small amplitude can be widely used for fail-safe circuit of consumers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 oder des nebengeordneten Anspruches 7 gelöst. This object is achieved according to the characterizing features of claim 1 or of the independent claim 7.

Da sowohl die Sendefrequenz als auch die Steuerfrequenz aus der Netzfrequenz abgeleitet und starr mit ihr gekoppelt sind, ist eine synchrone Abstimmung von Sender und Empfänger leicht erzielbar. Since both the transmitting frequency and the control frequency are derived from the mains frequency and rigidly coupled with her, a synchronous tuning of transmitter and receiver is easily achievable. Durch die Verwendung von Synchrongleichrichtern im Empfänger ist die übertragene Signalfrequenz gleich der filtercharakteristischen Frequenz des Empfängers, wobei aufgrund dieser Übereinstimmung nur sehr niedrige Signalpegel zur störsicheren Schaltung der Verbraucher notwendig sind. By using synchronous rectifiers in the receiver the transmitted signal frequency is equal to the frequency of the receiver filter characteristic, wherein the basis of this correspondence, only very low signal level to interference-circuit of the consumers are required. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Signalaufbereitung im Empfänger Phasenunabhängigkeit erzielt, wobei der Empfänger als sehr schmalbandiges Filter arbeitet (er besitzt zum Beispiel etwa 1 / 20 der effektiven Empfängerbandbreite eines Rundsteuerempfängers). Further, according to the invention is achieved by the signal processing in the receiver phase independence, the receiver operates as a very narrow band filter (it has, for example, about 1/20 of the effective receiver bandwidth of a ripple control receiver). Aufgrund der geringen Empfängerbandbreite kann ein Signal mehrere Frequenzen enthalten, welche so nahe beieinander liegen, daß in den Empfängern eine Reihe von Bauelementen für sämtliche Signalfrequenzen gleich sein können, wobei die unterschiedlichen Frequenzen für einen Binärcode mittels Frequenzverschiebung benutzt werden können. Because of the small receiver bandwidth, a signal can contain multiple frequencies which are so close together that in the receivers a number of components for all signal frequencies can be equal, whereby the different frequencies may be used for a binary code by means of frequency shift.

Die geringe Empfängerbandbreite ermöglicht zudem eng beieinander liegende Signalfrequenzen für unterschiedliche Empfänger, so daß in einem vorgebbaren Frequenzbereich mehr Kanäle schaltbar sind als bei bekannten Rundsteueranlagen. The small receiver bandwidth also allows closely spaced signal frequencies for different receiver such that in a specifiable frequency range more channels can be shifted as in prior art remote control systems.

Aus Tietze/Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer- Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 3. Auflage 1974, Seiten 628 bis 637 und Wozencraft/Jacobs "Principles of Communication Engineering", John Wiley & Sons Inc., New York, London, Sydney, 1967, Seiten 516 und 517 sind zwar die theoretischen Grundlagen einzelner Teile des Empfängers der erfindungsgemäßen Rundsteueranlage bekannt. From Tietze / Schenk "Semiconductor circuit technology", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 3rd Edition 1974, pages 628-637 and Wozencraft / Jacobs "Principles of Communication Engineering", John Wiley & Sons Inc., New York, London, Sydney, 1967, pages 516 and 517, although the theoretical foundations of individual parts of the receiver of the ripple control system according to the invention known. So zeigt Tietze/Schenk die Verwendung eines Synchrongleichrichters zur selektiven Amplitudenmessung in einem vorgegebenen Frequenzband und Wozencraft/Jacobs zeigt einen Empfänger mit Sinus-Cosinus-Demodulator, deren Ausgangssignale multipliziert und anschließend addiert werden, um Phasenunabhängigkeit zu erzielen. Thus Tietze / Schenk shows the use of a synchronous rectifier for selectively amplitude measurement at a predetermined frequency band and Wozencraft / Jacobs shows a receiver with sine-cosine demodulator whose output signals are then multiplied and added in order to achieve phase independence. Eine Anwendung dieser theoretischen Grundlagen der Nachrichtentechnik bei Rundsteueranlagen in der erfindungsgemäßen Ausbildung zeigen diese Literaturstellen jedoch nicht. However, application of these theoretical foundations of telecommunications in remote control systems in the formation of the present invention do not show these references.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rundsteuersenderanlage sind in den weiteren Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Developments of the Ripple system of the invention are set forth in the further claims 2 to 6. Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 7 ist vorteilhaft mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 ergänzbar. The inventive method according to claim 7 is advantageous in having the characteristics of claims 8 and 9 can be supplemented.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Es zeigen Shown

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Rundsteueranlage, Fig. 1 shows a schematic diagram of a ripple control system according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der bei der Rundsteueranlage nach Fig. 1 vorgesehenen Sendersteuerung, Fig. 2 is a block diagram of the tests provided for in ripple control system of FIG. 1 transmitter control,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer grundsätzlichen Ausführungsform des bei der Rundsteueranlage nach Fig. 1 vorgesehenen Senders, Fig. 3 shows a schematic diagram of a basic embodiment of the envisaged in the ripple control system of FIG. 1 transmitter,

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild eines Senders nach Fig. 3 in erweiterter Ausführung, Fig. 4 is a schematic diagram of a transmitter of FIG. 3 in an extended version,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Spannung und dem Laststrom des bei der Rundsteueranlage gemäß Fig. 1 vorgesehenen Senders, Fig. 5 is a timing diagram illustrating the relationship between the voltage and the load current of the provided in the ripple control system of FIG. 1 transmitter,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines bei der Rundsteueranlage nach Fig. 1 vorgesehenen Empfängers, Fig. 6 is a block diagram of a first embodiment of a provided in the ripple control system of FIG. 1 receiver,

Fig. 7 ein Prinzipschaltbild der bei dem Empfänger benutzten Grundschaltung eines Synchrongitters, Fig. 7 shows a block diagram of the receiver used in basic circuit of a synchronous grid

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines bei der Rundsteueranlage gemäß Fig. 1 vorgesehenen Empfängers mit zwei integrierten Schaltkreisen, von denen der eine integrierte Schaltkreis ein Mikroprozessor ist, und FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of a planned at the ripple control system of FIG. 1 receiver with two integrated circuits, one of which is an integrated circuit microprocessor, and

Fig. 9 ein Schaltbild des bei dem Empfänger gemäß Fig. 8 vorgesehenen, in integrierter Schaltungstechnik ausgebildeten Synchronfilters. FIG. 9 is a circuit diagram of the recipient of Fig. 8 provided, trained in integrated circuit technology synchronous filter.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die sequentielle Verzerrung der Netzspannung verwendet, um die Stromverbraucherlasten eines elektrischen Wechselstromversorgungsnetzes zu steuern. In the embodiments described, the sequential distortion of the mains voltage is used to control the current consumer loads of an electrical alternating current supply network. Diese Verzerrungen werden über Hochspannungsleitungen und Verteilertransformatoren übertragen und treten zwischen dem spannungsführenden Leiter und dem Nulleiter jeder Phase am Verbraucherstandort auf. These distortions are transmitted over power lines and distribution transformers and contact between the live conductor and the neutral conductor of each phase on the consumer site.

Der Signalgeber der Rundsteueranlage verzerrt die normale Netzspannung mit einer Wiederholfrequenz, welche aus der Netzfrequenz abgeleitet und mit dieser starr gekoppelt ist sowie ein nicht ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenz ist. The signal generator of ripple control system distorts the normal line voltage with a repetition rate, which is derived from the mains frequency and rigidly coupled with this, and is a non-integer multiple of the line frequency. Vorzugsweise liegt diese Frequenz im Bereich zwischen 200 und 400 Hz und beträgt beispielsweise 237,037 Hz entsprechend dem Ausdruck × 50. Um eine Anzahl getrennt identifizierbarer Kanäle zu haben, wird ein Mehrbit-Kode verwendet, wobei eine Vielzahl von Übertragungsfrequenzen (im Ausführungsbeispiel drei Übertragungsfrequenzen) verwendet werden, um eine Kodierung mittels Frequenzverschiebung (Telegrammkodierung) durchführen zu können. Preferably, this frequency is in the range between 200 and 400 Hz and is, for example 237.037 Hz according to the expression x 50. In order to have a number of separately identifiable channels, a multi-bit code is used, wherein a plurality of transmission frequencies is used (in the embodiment, three transmission frequencies) be to perform coding using frequency shift (telegram coding) can.

Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein 11-Bit-Kode zur Erzielung von 256 getrennten Kanälen (das sind 128 Ein-Aus-Kanäle) verwendet. In the embodiments described below, a 11-bit code to achieve 256 separate channels is (the 128 on-off channels) is used. Jedes Bit wird durch Übertragung des Signals auf einer ausgewählten Frequenz über eine Zeitspanne von 0,8 Sek. erzeugt, was bei 11 Bit zu einer Gesamtübertragungszeit von 8,8 Sek. führt. Each bit is generated by transmission of the signal at a selected frequency over a period of 0.8 sec., Resulting in 11 bits to a total transmission time of 8.8 sec.. Durch Verwendung der ersten beiden Bits des Kodes ausschließlich für den Kanal 0 kann ein Eilsignalkanal gebildet werden. By using the first two bits of the codes only for the channel 0 is a Eilsignalkanal can be formed. Die normale Zeitdauer zur Aussendung eines Befehls auf diesem Kanal beträgt eine Sekunde und ist für den Lastabwurf in Notfällen vorgesehen. The normal time duration for transmission of a command on this channel is one second and is designed for load shedding in an emergency.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage gezeigt, bei der eine dreiphasige Hochspannungsleitung 10 von z. B. 66 kV einen Umsetzertransformator 11 speist, welcher die Spannung für Verteilerzwecke auf z. B. 11 kV herabsetzt und über eine dreiphasige Speiseleitung 12 einen Verteilertransformator 13 speist, an dessen Ausgang ein Wechselstrom-Verbrauchernetz 14 angeschlossen ist, welches eine Vielzahl von Empfängern 15 aufweist. FIG. 1 is a schematic diagram of the system according to the invention is shown in which a three-phase power line 10 of z. B. 66 kV a converter transformer 11 feeds, which the power for distribution purposes on z. B. reduces 11 kV and a three-phase supply line 12 a Transformer 13 supplies, at its output an alternating-current load circuit 14 is connected, which has a plurality of receivers 15. Die dargestellte Anlage umfaßt ferner eine Sendersteuerung 18, welche Thyristoren 19 mit Zündimpulsen ansteuert. The apparatus shown further comprises a transmitter controller 18 which controls thyristors 19 with ignition pulses. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, speist jedes antiparallel geschaltete Paar Thyristoren 19 einen Kondensator 20 und eine damit in Reihe geschaltete Induktivität 21, wobei der Kondensator 20 und die Induktivität 21 eine LC-Last für jede der Netzphasen darstellen. As can be seen from FIGS. 3 and 4, each fed antiparallel pair of thyristors 19 a capacitor 20 and an inductance 21 connected in series therewith, the capacitor 20 and the inductor 21 constitute an LC load for each of the mains phases. Diese LC-Last wird mittels eines Sendertransformators 22 auf die 11-kV-Speieseleitung 12 transformiert, was eine einfache Ankopplung an die 11-kV-Leitung des Transformators 11 darstellt. This LC load is transformed by means of a transformer station 22 to the 11 kV Speieseleitung 12, which is an easy connection to the 11 kV line of the transformer 11. In den Fig. 3 und 4 stellen die mit 24 bezeichneten Wechselstromgeneratoren die Kraftwerksgeneratoren dar, während die Induktivität 25 die Quellenimpedanz der Netzleitungen (Ls) darstellt. In FIGS. 3 and 4 illustrate the alternating current generators designated 24 represents the power plant generators, while the inductor 25 represents the source impedance of the power lines (Ls).

Anhand des Blockschaltbildes nach Fig. 2 ist die Sendersteuerung nachstehend erläutert. Reference to the block diagram of FIG. 2, the control transmitter is explained below. Die Netzfrequenz des Versorgungsnetzes wird auf die Leitung 28 zugeführt, während auf einer Steuerleitung 29 über einen Schalter oder dergleichen ein Steuerbefehl zugeführt ist. The mains frequency of the supply network is supplied to the line 28, while supplied on a control line 29 via a switch or the like, a control command. Dieser Steuerbefehl startet eine Taktsteuerung 30, die die über die Leitung 28 zugeführte Netzfrequenz als Referenz für sämtliche Taktfunktionen verwendet und die Logikfunktion eines Frequenzselektionsgliedes 31 steuert, welches über einen Handschalter 32 in Betrieb gesetzt wird, um mit Hilfe eines 11-Bit-Kodes eine Kanalselektion durchzuführen. This control command starts a timing controller 30 that uses the on line 28 supplied to the mains frequency as a reference for all clock functions and the logic function of a frequency selection member 31 controls, which is set via a manual switch 32 in operation in order with the aid of a 11-bit codes, a channel selection perform.

Die Ausgänge des Frequenzselektionsgliedes 31 (Leitungen 33, 34 und 35 ) steuern einen programmierbaren Frequenzteiler 36 und bestimmen, welche von drei Frequenzen ausgesendet wird. The outputs of the frequency selection member 31 (lines 33, 34 and 35) to control a programmable frequency divider 36 and determine which is emitted from three frequencies. Der programmierbare Frequenzteiler wird über eine Verbindungsleitung von einem phasenstarr gekoppelten Frequenzsynthesizer 38 mit einer synthetisierten Frequenz gespeist, welche im Ausführungsbeispiel das 256fache der Netzfrequenz von 50 Hz, also 12 800 Hz beträgt. The programmable frequency divider is fed via a connecting line from a phase-locked frequency synthesizer 38 coupled with a synthesized frequency, which in the embodiment of the 256 times the line frequency of 50 Hz, that is 12 800 Hz. Der Frequenzsynthesizer 38 benutzt als Referenzfrequenz die Netzfrequenz von 50 Hz über die Leitung 28 und ist mit dieser starr gekoppelt. The frequency synthesizer 38 used as a reference frequency the frequency of 50 Hz via the line 28 and is rigidly coupled thereto. Der programmierbare Frequenzteiler 36 teilt die synthetisierte Frequenz von 12 800 Hz entweder durch 54, 57 oder 60, um Frequenzen von 237,04 bzw. 224,56 bzw. 213,33 Hz zu erzeugen, welche nachfolgend mit fC 3, fC 2 bzw. fC 1 bezeichnet sind. The programmable frequency divider 36 divides the synthesized frequency of 12 800 Hz by either 54, 57 or 60 to produce frequencies of 237.04 or 224.56 or 213.33 Hz, which is subsequently with FC 3 and FC 2 and fC are designated 1.

Es ist von Vorteil, Frequenzen zwischen 200 und 300 Hz zu verwenden, da dann aufgrund der kapazitiven Belastung des Versorgungsnetzes weniger Signalleistung verloren geht. It is advantageous to use frequencies between 200 and 300 Hz, since then is lost due to the capacitive loading of the supply network is less signal power. Durch Verwendung von drei eng beieinanderliegen Frequenzen können für sämtliche Frequenzen die gleichen LC-Bauteile verwendet werden, so daß sich lediglich die Steuerfrequenz ändert. By using three frequencies close to each other the same LC-components can be used for all frequencies, so that only changes the driving frequency.

Die von dem Frequenzleiter 36 selektierte Frequenz wird über die Zündschaltungen 39 den Steuerelektroden der Thyristoren 19 jeder der drei Netzphasen zugeführt. The selected frequency from the frequency conductor 36 is supplied via the ignition circuits 39 to the control electrodes of the thyristors 19 of each of the three mains phases.

Der von den Thyristoren 19 erzeugte Stromverlauf I ist in Fig. 5 zusammen mit der Netzspannung V anhand eines entsprechenden Zeitdiagrammes veranschaulicht. The current flow I generated by the thyristors 19 is 5 illustrated in FIG. Together with the mains voltage V, using a corresponding time chart.

Da der Sendertransformator 22 ( Fig. 3, 4) durch die Serienschaltung der Induktivität (Luftspule) 21 und der Kapazität (Kondensator) 20 belastet ist und dieser Serien-LC-Kreis durch die beiden antiparallel geschalteten Thyristoren 19 geschaltet wird, fließt der Laststrom I nicht kontinuierlich, sondern besitzt den in Fig. 5 veranschaulichten Verlauf mit einer Ausschaltperiode zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Stromimpulsen. Since the transmitter transformer 22 (Fig. 3, 4) by the series connection of the inductor (air core coil) 21 and the capacitance (capacitor) is charged to 20 and this series-LC-circuit is switched by the two anti-parallel connected thyristors 19, the load current I not continuous but has the illustrated in Fig. 5 curve with a turn-off period between each two successive current pulses. Diese Ausschaltperiode wird dadurch erzielt, daß die Resonanzfrequenz des LC-Kreises 20, 21 größer gewählt wird als das 1,15fache der Steuerfrequenz fC 3, fC 2 bzw. fC 1, mit der die Thyristoren gezündet werden. This turn-off period is achieved that the resonance frequency of the LC circuit 20, 21 is selected to be greater than 1.15 times the driving frequency fc 3, FC 2 and FC 1 with which the thyristors are ignited. Die tatsächliche Resonanzfrequenz ist unkritisch, so daß es nicht erforderlich ist, kritisch abgestimmte Bauteile zu verwenden. The actual resonant frequency is not critical, so that it is not necessary to use critically matched components. Die Ausschaltperiode ist für eine erfolgreiche Wirkungsweise des Senders unentbehrlich und begünstigt einen konstruktiv einfachen Aufbau des Senders. The turn-off is essential for successful operation of the transmitter and favors a simple construction of the transmitter. Die Pause zwischen den Impulsen bewirkt, daß der LC-Kreis 20, 21 aus dem Netz Energie aufnimmt, wodurch der Schwingkreis stets aufs neue angeregt und die erzeugte Schwingung aufrecht erhalten bleibt. The pause between pulses causes the LC circuit 20, 21 receives from the network energy, causing the resonant circuit is always excited again and the vibration generated is maintained. Der Beginn jedes Stromimpulses wird durch die Zündung des einen oder des anderen Thyristors mit Hilfe der Steuerfrequenz, welche die Signalfrequenz ist, gesteuert. The start of each current pulse is controlled by the ignition of the one or of the other thyristor with the aid of the control frequency, which is the signal frequency. Die Thyristoren werden gelöscht, sobald der betreffende Laststromimpuls zu Null wird. The thyristors are deleted as soon as the relevant load current pulse to zero.

Da die Quellenimpedanz des Versorgungsnetzes (dh, die Quellenimpedanz 25 der Wechselstromgeneratoren 24 bezüglich der 11-kV-Leitung) meist vollständig induktiv ist, führt der mit I 2 in den Fig. 3 und 4 bezeichnete, von der oszillierenden Last 20, 21 reflektierte Strom zu einer Spannungsverzerrung auf der 11-kV-Leitung und damit auf der Speiseleitung 12 ( Fig. 1), welche nach dem Induktionsgesetz der zeitlichen Änderung des Stroms proportional ist: As the source impedance of the supply network is usually completely inductively (ie, the source impedance 25 of the alternators 24 with respect to the 11-kV line), leads 3 and 4 designated with I 2 in the FIG., Of the oscillating load 20, 21 reflected power to a voltage distortion on the 11 kV line and thus on the feed line 12 (FIG. 1), which is proportional according to Faraday's law of the temporal change of the current:

Damit wird auf der 11-kV-Speiseleitung 12 eine Spannung mit der gleichen Frequenz wie der Strom erzeugt. So that a voltage with the same frequency as the current is generated on the 11-kV power supply line 12.

Der Pegel der in der Grundschaltung des Senders gemäß Fig. 3 erzeugten Schwingung ist in der Praxis schwierig vorherzusagen, da er von der Größe des durch die Sekundärwicklung des Transformators 22 und die Induktivität 21 hervorgerufenen Schaltungswiderstandes abhängig ist. The level of vibration generated in the primary circuit of the transmitter of FIG. 3 is difficult to predict in practice, as it depends on the size of caused by the secondary winding of the transformer 22 and the inductor 21 circuit resistance. Es ist daher von Vorteil, wenn die Schwingung in dem LC-Kreis 20, 21 verstärkt wird, um die Schwingungsamplitude zu steuern, wenn in dem Lastkreis ein höherer Widerstand zugelassen wird (dh, weniger Kupfer in den Windungen der Induktivitäten) und wenn die Kapazitäten besser genützt werden, da diese die teuersten Senderbauteile sind. It is therefore advantageous if the vibration is amplified in the LC circuit 20, 21 to control the oscillation amplitude, when in the load circuit, a higher resistance is allowed (ie, less copper in the windings of the inductors), and when the capacity be better utilized, since these are the most expensive transmitter components. Wie bei der Ausführungsform des Senders gemäß Fig. 4 hervorgeht, wird mit Hilfe eines kleinen, auf niedriger Spannung arbeitenden Verstärkertransformators 42 zusätzliche Energie in den Oszillatorkreis injiziert, wobei vier, selektiv gezündete Thyristoren 19 benötigt werden, damit der Verstärkertransformator 42 stets die Schwingungen anregt bzw. unterstützt. As can be seen in the embodiment of the transmitter of FIG. 4 is injected with a small, working on low voltage amplifier transformer 42 additional energy in the oscillator circuit, four, selectively triggered thyristors 19 are required to allow the amplifier transformer 42 is always excites vibrations or support.. Zur Steuerung der Schwingungsamplitude ist in Fig. 4 ein einstellbarer Dämpfungswiderstand 43 vorgesehen, welcher parallel zu dem LC-Kreis 20, 21 angeordnet ist. For controlling the oscillation amplitude, an adjustable damping resistor 43 is provided in FIG. 4, which is arranged parallel to the LC circuit 20 21.

Die Amplitude der für eine zuverlässige und sichere Betriebsweise erforderlichen Signalspannung liegt bei etwa 0,4% der Netzspannung, wobei die Empfänger auf einen Schwellwertpegel von 0,1% gesetzt werden. The amplitude required for a reliable and safe operation of the signal voltage is about 0.4% of the mains voltage, the receivers are set to a threshold level of 0.1%.

Zur Signalerfassung und -dekodierung wird ein Empfänger gemäß den Fig. 6 und 7 verwendet. For signal detection and decoding is a recipient of FIGS. 6 and 7.. Zur Signalerfassung sind bei dem Empfänger 15 gemäß Fig. 6 Synchronfilter 49 vorgesehen, die gemäß Fig. 7 aus einem Paar CMOS-Umschaltern 46 bestehen, die mit der Signalfrequenz gesteuert werden und zwischen einem RC-Glied bestehend aus einem Widerstand 47 und einem Kondensator 48 angeordnet sind. For signal detection 6 synchronous filter 49 are at the receiver 15 of FIG. Provided which consist of a pair of CMOS switches 46 of FIG. 7, which are controlled by the signal frequency and between an RC element consisting of a resistor 47 and a capacitor 48 are arranged.

Die Steuerfrequenz für die Umschalter 46 muß in dem Empfänger in gleicher Weise wie in dem Sender synthetisiert werden und ist daher ebenfalls mit der Netzfrequenz von 50 Hz starr gekoppelt. The control frequency for the change-over switch 46 must be synthesized in the receiver in the same manner as in the transmitter and must therefore also be rigidly coupled to the mains frequency of 50 Hz. Mit Hilfe der CMOS-Umschalter 46 wird die Signalspannung synchron gleichgerichtet und liegt in Form einer Gleichspannung an dem Kondensator 48 an. With the help of the CMOS switch 46, the signal voltage is synchronously rectified and is in the form of a DC voltage to the capacitor 48. Der momentane Wert dieser Gleichspannung ändert sich in Abhängigkeit von der Phasenbeziehung zwischen der Steuerfrequenz des Synchronfilters und dem ankommenden Signal. The current value of this DC voltage varies depending on the phase relationship between the drive frequency of the synchronous filter and the incoming signal. Bei Gleichphasigkeit wird das Signalmaximum empfangen, während bei einer Phasenverschiebung von 90° das empfangene Signal Null ist. Phasality at the signal maximum is received, whereas at a phase shift of 90 °, the received signal is zero.

Das erfaßte Signal folgt der Gleichung The detected signal follows the equation

V = A · sin ( ω t + R ), V · A = sin (ω t + R)

wobei A eine die Maximalamplitude des Signals darstellende Konstante, wherein A is a maximum amplitude of the signal constant representing,

ω die Kreisfrequenz und ω is the angular frequency and
R der Phasenwinkel zwischen dem Signal und der Steuerfrequenz des Synchronfilters R, the phase angle between the signal and the control frequency of the synchronous filter

sind. are.

Entsprechend der vorstehenden Beziehung erfolgt bei einer Phasenverschiebung Null eine Vollweggleichrichtung und eine Glättung des Signals, wodurch ein Gleichspannungsmittelwert von V According to the above relationship is made with a zero phase shift full-wave rectification and smoothing of the signal, whereby a DC average value of V C1 = A / π /2 erzielt wird. C1 = A / π / 2 is obtained. Bei vorhandener Phasenverschiebung ergibt sich der Gleichspannungsmittelwert zu In existing phase shift of the DC voltage averaging results to

Durch Verwendung eines zweiten, gegenüber dem ersten Synchronfilter um 90° phasenverschobenen Synchronfilters ergibt sich ein weiterer Gleichspannungsmittelwert zu By using a second, opposite the first synchronous filter phase-shifted by 90 ° synchronous filter, another DC voltage mean value obtained for

Durch Quadrierung der Mittelwerte V C 1 und V C 2 und Summierung der Quadrate ergibt sich der Ausdruck By squaring the mean values V C 1 and C 2 V and summing the squares of the expression is

Die vorstehende Summe ist somit unabhängig von dem Phasenwinkel R . Aus diesem Grund besteht der Signalerfassungsteil des Empfängers aus zwei Synchronfiltern 49, welche mittels einer der übertragenen Signalfrequenz identischen, synthetisierten Frequenz um 90° gegeneinander phasenversetzt gesteuert werden. The above sum is independent of the phase angle R. For this reason, the signal detection part of the receiver from two synchronous filter 49, which are controlled by one of the transmitted signal frequency identical synthesized frequency by 90 ° phase from each other. Das Ausgangssignal der beiden Synchronfilter 49 ist normalerweise gleich Null, solange, bis ein ankommendes Signal erfaßt wird. The output signal of the two synchronous filter 49 is usually equal to zero, until an incoming signal is detected. Sobald ein Sendersignal anliegt, treten an den Kondensatoren der Synchronfilter Gleichspannungen auf, da die Synchronfilter das ankommende Signal synchron gleichrichten. Once a station signal is present, replace the capacitors of the synchronous filter on DC voltages, as the synchronous filter the incoming signal rectify synchronously. Die Gleichspannung am Kondensator jedes Filters wird gemessen, quadriert und zu der quadrierten Gleichspannung am Kondensator des anderen Filters addiert. The DC voltage at the capacitor of each filter is measured, squared and added to the squared DC voltage at the capacitor of the other filter. Diese phasenunempfindliche Filtermethode der Signalerfassung besitzt eine Reihe von Vorteilen beim Betrieb der Empfänger: This filter method, the phase insensitive detection signal has a number of advantages during operation of the receiver:

  • 1. sie ist hoch selektiv bei der Frequenzdiskrimination mit einer 3-dB-Bandbreite von etwa 1 Hz und führt daher zu einer hohen Unterdrückung aller anderen Frequenzen einschließlich des weißen Rauschens auf der Netzleitung aufgrund sich ändernder Lasten (die 3-dB-Bandbreite ist die Bandbreite bei dem halben maximalen Signalpegel); 1. it is highly selective in frequency discrimination with a 3-dB bandwidth of about 1 Hz and therefore leads to a high suppression of all other frequencies including the white noise on the power line due to changing loads (the 3-dB bandwidth is the bandwidth at half maximum signal level);
  • 2. sie erfordert keinerlei kritisch abgestimmte Bauelemente und damit auch keine Langzeitstabilität, und 2. it does not require any critical matched components and therefore no long-term stability, and
  • 3. aufgrund der sehr schmalbandigen Signalantwort kann ein sehr geringer Signalpegel ohne Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit oder Sicherheit verwendet werden. 3. due to the very narrow band signal response can be a very low signal levels without affecting the reliability or safety may be used.

Zur Gewährleistung einer sicheren Übertragung wird eine Kodierung mittels Frequenzverschiebung (Telegrammkodierung) benutzt. To ensure secure transmission coding using frequency shift (telegram coding) is used. Im Ausführungsbeispiel findet ein 11-Bit-Kode Verwendung, wobei eine logische "1" oder eine logische "0" des Kode durch eine von drei eng benachbarten Übertragungsfrequenzen repräsentiert wird. In the exemplary embodiment is a 11-bit code use, wherein a logical "1" or a logic "0" of the code is represented by one of three closely adjacent transmission frequencies. Bei Verwendung dreier Sendefrequenzen f C 1 , f C 2 und f C 3 , von denen die Frequenz f C 1 die tiefste Frequenz und die Frequenz f C 3 die höchste Frequenz ist, findet die nachstehende allgemeine Regel Anwendung. When using three transmission frequencies f C1, f C2 and f C3, of which the frequency f C 1, the lowest frequency and the frequency f C 3 is the highest frequency, is the following general rule application. Das erste Bit des Kode wird stets auf die Frequenz f C 3 gelegt und als Start-Bit bezeichnet. The first bit of the code is always set to the frequency f 3 and C referred to as the start bit. Die Erfassung dieses Start- Bits durch den Empfänger veranlaßt diesen, den Rest des Kode zu suchen. The detection of this start bits by the receiver causing it to look for the rest of the code. Eine logische "1" des Kode wird durch die höhere der beiden restlichen Frequenzen repräsentiert, während eine logische "0" durch die tiefere der beiden restlichen Frequenzen repräsentiert wird. A logic "1" of the code is represented by the higher of the two remaining frequencies, while a logical "0" is represented by the lower of the two remaining frequencies. Dies bedeutet, daß jedes aufeinanderfolgende Bit des Kode stets durch eine andere Frequenz als das vorangegangene Bit repräsentiert wird. This means that each successive bit of the code is always represented by a different frequency than the previous bit. Diese Regel ermöglicht eine bessere Bit-Trennung und -Identifizierung. This rule allows a better separation and identification bit.

Das zweite Bit des Kode wird für einen Schnellausschaltbefehl im Falle eines Lastabwurfs bei Notfällen reserviert. The second bit of code is reserved for a Schnellausschaltbefehl in case of load shedding during emergencies. Wenn das zweite Bit als logische "1" gesendet wird, wird der Schnellausschaltbefehl sofort erkannt und die Empfänger sprechen hierauf an. If the second bit is sent as a logical "1", the Schnellausschaltbefehl is immediately detected and the receiver to talk thereto. Bei allen anderen Kodes, in denen das zweite Bit eine logische "0" ist, werden die Empfänger im Suchzustand für den restlichen Kode gehalten. For all other codes, in which the second bit is a logic "0", the receivers are held in the search condition for the remaining code.

Bei diesen anderen Kodes wird das dritte Bit stets als logische "0" gesendet und wird daher als "Halte"-Bit bezeichnet. In these other codes, the third bit is always sent as a logical "0" and is therefore referred to as "holding" bit. Dieses Halte-Bit ermöglicht es dem Empfänger, den richtigen Setzzustand zum Suchen des restlichen Kode einzunehmen. This holding-bit enables the receiver to assume the correct set state to search for the remaining code. Und zwar muß der Empfänger seine Synchronfilter-Steuerfrequenz für jedes Bit des Kode in Übereinstimmung mit dem in ihm einprogrammierten Kanalzahlkode richtig setzen. Namely, the receiver must keep its synchronous filter control frequency correctly for each bit of code in accordance with the programmed into him Kanalzahlkode. Bei Übereinstimmung zwischen dem übertragenen Signal und dem im Empfänger programmierten Kode erregt der Empfänger einen bistabilen Umschalter, welcher eine externe Last steuert. If a match between the transmitted signal and the code programmed into the receiver, the receiver excites a bistable switch that controls an external load. Insgesamt ist eine Anzahl von 128 Ein-Ausschaltkanälen verfügbar, wobei gegebenenfalls bei sämtlichen dieser Kanäle ein Ansprechen auf den Schnellausschaltkode erzielt werden kann. A total of a number of A-128 Ausschaltkanälen is available, where appropriate in all of these channels a response can be achieved in the Schnellausschaltkode.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann der Empfänger 15 in sechs getrennte Funktionsblöcke wie folgt untergliedert werden: . As can be seen from Figure 6, the receiver 15 can be divided into six separate blocks function as follows:
einen Frequenzsynthesizer 50, Synchronfilter 49, einen Signalmeß-, Auswerte- und Schwellwertdetektor 51, eine Dekoder- und Synthesizersteuer-Logik 52, einen bistabilen Umschalter 53 und eine Spannungsversorgung 54. a frequency synthesizer 50, synchronous filter 49, a signal measurement, analysis and threshold detector 51, a decoding and control logic synthesizer 52, a bistable switch 53 and a power supply 54th

Der Frequenzsynthesizer 50 besteht aus einem herkömmlichen PLL-Multiplizierglied mit nachgeschaltetem programmierbaren Teiler, um die erforderlichen drei Frequenzen zu selektieren. The frequency synthesizer 50 consists of a conventional PLL multiplier with a downstream programmable divider to select the necessary three frequencies.

Der Signalmeß- und -auswertedetektor 51 kann in analoger Form aus analog arbeitenden Multipliziergliedern, einem Summationsverstärker und einem Komparator zur Schwellwerterfassung aufgebaut werden. The signal measurement and -auswertedetektor 51 can be constructed in an analogous form of analog operating multipliers, a summing amplifier and a comparator for threshold detection. Alternativ hierzu ist es auch möglich, das Eingangssignal zu digitalisieren und die gesamte Auswertung und Schwellwerterfassung digital durchzuführen. Alternatively, it is also possible to digitize the input signal and the total evaluation, and perform digital threshold detection. Diese Möglichkeit stellt eine bevorzugte Ausführungsform des Empfängers 15 dar und ist in Fig. 8 veranschaulicht. This possibility constitutes a preferred embodiment of the receiver 15 and is illustrated in Fig. 8. Die Ausführungsform gemäß Fig. 8 benützt zur Durchführung der Signalmessung, der Signalauswertung und der Schwellwerterfassung einen einfachen Ein-Chip-Mikroprozessor 56, welcher dem Detektor 51 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 entspricht. The embodiment of FIG. 8 used to perform the measurement signal, the signal processing and the threshold detection a simple single-chip microprocessor 56, which corresponds to the detector 51 in the embodiment of FIG. 6. Der Mikroprozessor 56 führt ferner die Logikfunktionen des Dekoders 52 sowie die Frequenzsynthesefunktion des Frequenzsynthesizers 50 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 durch. The microprocessor 56 also performs the logic functions of the decoder 52 and the frequency synthesis function of the frequency synthesizer 50 in the embodiment of FIG. 6 by. Hierdurch gestaltet sich die Hardware-Ausführung des Empfängers 15 äußerst einfach. As a result, the hardware implementation of the receiver 15 extremely simple. Diese Hardware-Ausführung besteht aus einem handelsüblichen integrierten Schaltkreis 60, welcher die Synchronfilter-Funktion sowie die Analog-Digitalwandlung übernimmt, sowie aus dem ebenfalls in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführten Mikroprozessor. This hardware design consists of a commercially available integrated circuit 60, which takes over the synchronous filter function and the analog-to-digital conversion, and also in the running in integrated circuit technology microprocessor. Der ferner noch vorgesehene bistabile Umschalter 58 ist mit einer solchen Steuerelektronik ausgerüstet, daß er direkt von dem Mikroprozessor 56 angesteuert werden kann. The further still provided bistable switch 58 is equipped with such a control electronics that it can be directly controlled by the microprocessor 56. Beide für die Bauteile 56 und 60 vorgesehenen integrierten Schaltkreise werden in CMOS-Technik hergestellt, um die benötigte Leistungsaufnahme auf einem Minimum zu halten. Both provided for the components 56 and 60 integrated circuits are made in CMOS technology in order to keep the power consumption required to a minimum. Hierdurch kann eine sehr einfache Spannungsversorgung verwendet werden, die aus einem kapazitiven Teiler, einem Gleichrichter und einem Regler besteht und unmittelbar an das Versorgungsnetz angeschlossen ist. This allows a very simple power supply are used, which consists of a capacitive divider, a rectifier, and a controller and is directly connected to the supply network. Damit läßt sich der Empfänger bei Serienfertigung ohne irgendwelche kritischen, thermisch stabilen Bauteile mit engen Toleranzen aufbauen. Thus, the receiver can be constructed in series production without any critical, thermally stable components with tight tolerances.

In Fig. 8 speist die mit 59 bezeichnete Spannungsversorgung das Synchronfilter-IC 60 teilweise direkt und teilweise über Widerstände 71, während sie den Mikroprozessor 56 über einen Widerstand 61 speist. In Fig. 8, denoted by 59 power supply feeds the synchronous filter IC 60 partly directly and partly through resistors 71 while she feeds the microprocessor 56 via a resistor 61. Die Widerstände 71 stellen die Eingangswiderstände der beiden Synchronfilter der integrierten Schaltung 60 dar. The resistors 71 represent the input resistances of the two synchronous filter the integrated circuit 60. Das korrelierte Signal in Form eines Impulses variabler Breite wird über die Leitung 62 dem Mikroprozessor 56 zugeführt. The correlated signal in the form of a pulse of variable width is supplied via line 62 to the microprocessor 56. Über die Leitung 72 kann in den Mikroprozessor 56 über eine Tastatur ein Programm eingelesen werden. Via line 72, a program can be read into the microprocessor 56 via a keyboard.

Die von dem integrierten Schaltkreis 60 gemäß Fig. 8 übernommenen Funktionen sind in Fig. 9 schematisch veranschaulicht. The 60 underwritten by the integrated circuit of FIG. 8 functions are 9 schematically illustrated in FIG.. Der Umformer 63 zur Umformung einer Gleichspannung in ein pulsbreitenmoduliertes Impulssignal wird von den Ausgangsfiltern zweier Differenzverstärker 64 und 65 gespeist, die ihrerseits von CMOS-Schaltern 67 bzw. 68 gespeist werden. The converter 63 for converting a DC voltage into a pulse width modulated pulse signal is fed from the output filters of two differential amplifiers 64 and 65, which are in turn fed by CMOS switches 67 and 68, respectively. Die CMOS-Schalter 67, 68 werden über einen Phasenteiler 69 von der in dem Mikroprozessor 56 synthetisierten und über die Leitung 73 übertragenen Frequenz gesteuert. The CMOS switches 67, 68 are controlled by a phase splitter 69 of the synthesized in the microprocessor 56 and via line 73 the transmitted frequency. Die Schalter 67 und 68 liegen über jeweils einen Vorwiderstand R an den 240 V-Netzanschlüssen 70. The switches 67 and 68 are each about a series resistor R to the 240 V mains terminals 70th

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, kann die Rundsteueranlage zur Fernsteuerung beliebiger Stromverbraucher benutzt werden, beispielsweise zum Lastabwurf bei Spitzenlastzuständen, zum Steuern von Warmwasseraufbereitungsgeräten, zum Ein- und Ausschalten von Beleuchtungen, Pumpen oder dergleichen, zur Steuerung von Ampelanlagen und zu anderen Zwecken. As previously mentioned, the ripple control system can be used for remote control of any electricity consumers, for example to load shedding during peak load conditions for controlling water heating equipment on and off of lights, pumps, or the like, for the control of traffic lights and for other purposes. Die Anzahl der erfüllbaren Funktionen kann durch Erhöhung der Anzahl der in dem Kode übertragenen Bits bzw. der Anzahl der übertragenen Frequenzen beliebig vergrößert werden. The number of satisfiable functions can be arbitrarily increased by increasing the number of transmitted bits in the code or the number of transmitted frequencies.

Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE19636031A1 *5 Sep 199612 Mar 1998Varchmin J Uwe Prof Dr IngCommunication system for explosive detonation
Classifications
International ClassificationH02J13/00, H04B3/54
Cooperative ClassificationY10T307/477, H02J13/0027
European ClassificationH02J13/00F4B2B2
Legal Events
DateCodeEventDescription
11 Apr 19858110Request for examination paragraph 44
16 Feb 19898128New person/name/address of the agent
Representative=s name: JACKISCH, W., DIPL.-ING., PAT.-ANW. KERKHOF, M., R
11 May 1989D2Grant after examination
9 Nov 19898364No opposition during term of opposition