CH640677A5 - Verfahren, sende- und empfangsvorrichtung zum identifizieren und korrigieren der polaritaet eines nachrichtensignals. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Sende- und eine Empfangsvorrichtung zum Identifizieren und Korrigieren der Polarität eines übertragenen Nachrichtensignals.

Bei Langstreckenübertragungssystemen, bei denen ein typischer Übertragungsweg eine beträchtliche Anzahl Koppelelemente und Rangierverbindungen aufweist, einschliesslich einer automatischen Schutzkopplung auf Reserveeinrichtungen, kann das übertragene Signal zu leicht invertiert werden. D.h. bei Telefongesprächen können die a- und b-Verbin-dungen leicht umgekehrt werden. Für viele Signale, wie analoge Sprachsignale, ist eine Umkehr unproblematisch, da das Signal vollständig symmetrisch ist. Bei anderen Signalen, wie Fernsehsignalen, ist das Signal polarisiert, kann die Polarität wegen der unsymmetrischen Eigenschaften des Signals selbst jedoch erkannt werden. In der US-PS 2820181 ist eine Schaltung zum Ermitteln und Korrigieren der Polarität eines Fernsehsignals beschrieben.

Digitalsignale andererseits weisen für die Übertragung oft symmetrische Wellenformen auf. Ihre Empfindlichkeit gegenüber a-b-Umkehrungen hängt jedoch von ihren speziellen Dekodieralgorithmen ab. Einige wirksame Digitalkodiermethoden erzeugen eine symmetrische Spannungswellenform für die Übertragung, benutzen jedoch einen unsymmetrischen Dekodieralgorithmus. Solche Kodiermethoden erfordern daher für eine korrekte Dekodierung ein nichtinvertiertes Signal, auch wenn die Polarität des Signals selbst nicht erkennbar ist.

Die geschilderten Probleme werden erfindungsgemäss mit einem Verfahren gelöst, bei dem ein asymmetrisches Signal erzeugt und vor der Übertragung zum Nachrichtensignal hinzugefügt wird, um die Polarität des Nachrichtensignals zu markieren und dass nach der Übertragung mit der Polarität des asymmetrischen Signals die Polarität des übertragenen Nachrichtensignals identifiziert wird.

Die erfindungsgemässe Sendevorrichtung ist durch den Patentanspruch 5 definiert.

Die erfindungsgemässe Empfangsvorrichtung ist durch den Patentanspruch 6 definiert.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,

dass die Polarität eines übertragenen Nachrichtensignals ohne Erhöhung der Übertragungsbandbreite identifiziert und korrigiert werden kann.

Ausserdem kann die Identifizierung und Korrektur der Polarität eines übertragenen Nachrichtensignals ohne Stören des Nachrichtensignals erfolgen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein vorbestimmtes Polaritätssignal zum Nachrichtensignal hinzugefügt wird, ohne dass eine zusätzliche Frequenzzuweisung erforderlich ist.

Ferner sind mit der vorliegenden Erfindung ein einfaches und billiges Verfahren und einfache Vorrichtungen zum Identifizieren und Korrigieren der Polarität übertragener Digitalsignale erreicht worden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Reihe von Spannungs-Zeit-Darstellungen zur Erläuterung der Erzeugung eines Polaritätssignals, das bei der Ausführung der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 2 ein Diagramm, teils in Blockform, teils in schemati-scher Form, einer erfmdungsgemässen Ausführungsform;

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Fig. 3 ein Schaltbild eines Polaritätssignalgenerators für die Erzeugung des Polaritätssignals nach Fig. 1 ;

Fig. 4 ein Schaltbild eines Polaritätssignaldetektors, der bei der Ausführung der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines anderen Polaritätssignaldetektors, der bei der Praktizierung der Erfindung verwendbar ist; und

Fig. 6 eine Reihe von Spannung-Zeit-Darstellungen, die dem leichteren Verständnis der Arbeitsweise des Polaritätssignaldetektors nach Fig. 5 dienen.

Um am brauchbarsten zu sein, sollte ein Polaritätssignal, das einem digitalen Nachrichtensignal vor der Übertragung hinzugefügt werden soll, mehrere Eigenschaften haben:

1. Es muss zu Null Volt unsymmetrisch sein;

2. es darf das Digitalsignal nicht stören, um die Nachrichtenwiedergewinnung nicht zu behindern;

3. es sollte ein sehr enges Band besetzen, damit es nicht erforderlich wird, eine zusätzliche Frequenz zuzuweisen oder Informationsbits aus der Bitfolge herauszunehmen;

4. es sollte einfach und billig zu erzeugen und festzustellen sein.

Ein typisches asymmetrisches Signal, das alle diese Eigenschaften aufweist, wenn es gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung als ein Polaritätssignal verwendet wird, ist die Summe aus einem Kosinus und dessen zugehöriger zweiter Harmonischen, die ausgedrückt werden kann als:

v = A(cos coo + B cos 2ot). Die drei Kurven in Fig. 1 zeigen die Eigenschaften dieses besonders brauchbaren Polaritätssignals. Sie sind für B = 1 dargestellt.

Kurve a ist ein einfaches harmonisches Signal v = cos œot; Kurve b ist ein leicht erzeugbares zweites harmonisches Signal doppelter Frequenz wie jenes der Kurve a, nämlich v = cos 2coot;

Kurve c ist das Polaritätssignal v = cos (0o + cos 2coot, das sich ergibt, wenn die Signale der Kurven a und b zusammen addiert werden.

Da das Polaritätssignal eine Bandbreite von lediglich einer Oktave belegt, kann es zum digitalen Nachrichtensignal in einem Teil des Frequenzspektrums hinzugefügt werden, das von sehr geringer Datensignalenergie belegt ist. Beispielsweise erzeugt in einer Datenübertragungsanlage, bei der das Band von 0 bis 5 KHz von sehr geringer Energie belegt wird, ein Grundton von 1500 Hz, der zu dessen zweiter Harmonischen von 3000 Hz hinzugefügt ist, ein Polaritätssignal, das zu den Datensignalen ohne Störung hinzugefügt werden kann. Die Amplitude des Polaritätssignals muss natürlich kleiner sein als die halbe Amplitude der digitalen Nachrichtenbits, d.h. kleiner als die Augenhöhe. Das Polaritätssignal belegt somit Frequenz- und Amplitudenraum im zulässigen Rauschband.

Die Asymmetrie des Polaritätssignals, die eine Wiedergewinnimg der Polaritätsinformation durch eine Mittlung des positiven und des negativen Spitzenwertes erlaubt, kann man leicht sehen. Wenn die Amplituden der Komponenten eoo und 2coo gleich sind und wenn deren positive Spitzen genau in Phase sind, ist die Amplitude der positiven Spitzen des zusammengesetzten Polaritätssignals 1,78 mal so gross wie die Amplitude der negativen Spitzen. Da das üblichste Rauschen symmetrisch ist, kann die Polaritätsinformation durch die Spitzenmittlungsmethode aus beträchtlichem Rauschen wiedergewonnen werden. Man beachte jedoch, dass die relativen Phasen des Grundsignals der Kurve a und dessen zweiter Harmonischen gemäss Kurve b wichtig für die Erzeugung des Polaritätssignals nach Kurve c sind. Wenn die Komponente der zweiten Harmonischen in irgend einer Richtung um 90° verschoben wird, wird das zusammengesetzte Polaritätssignal symmetrisch und geht die Polaritätsinformation verloren.

Dies hat zwei wichtige Folgen. Erstens sollte die Frequenz dieses Polaritätssignals ausreichend oberhalb des unteren Grenzfrequenzpunktes des Übertragungssystems gehalten werden, um eine ernsthafte Phasenverschiebung der zweiten Harmonischen gegenüber der Grundkomponente zu verhindern. Bei einem von 120 Hz bis 386 KHz reichenden System arbeiten die beiden Frequenzen 1500 Hz und 3000 Hz zufriedenstellend. Zweitens, und vielleicht noch mehr herausfordernd, die notwendige Phasenbeziehung macht einen digitalen Nachweis der Polaritätsinformation möglich, selbst beim Vorhandensein eines grossen Rauschanteils.

Eine erfindungsgemässe Ausführungsform, bei der das Polaritätssignal nach Fig. 1 verwendet wird, ist in Blockdarstellung in Fig. 2 gezeigt. Ein Oszillator 11 erzeugt ein harmonisches Signal mit einer Frequenz eoo. Ein an den Ausgang des Oszillators 11 angeschlossener Frequenzverdoppler 12 erzeugt ein harmonisches Signal mit der Frequenz 2ojo. Die Ausgangssignale von Oszillator 11 und Frequenzverdoppler 12 werden in einem Addierer 13 kombiniert, um das zusammengesetzte Polaritätssignal zu erzeugen. Ein an den Ausgang des Addierers 13 angeschlossenes Tiefpassfilter 14 entfernt alle höheren Harmonischen. Das digitale Nachrichtensignal und das Polaritätssignal vom Tiefpassfilter 14 werden beide zu einem Sender 16 geführt und über irgendein Standardmedium zum Empfänger 17 übertragen.

In einem analogen Empfänger 17 werden das digitale Nachrichtensignal und das Polaritätssignal über einen Leiter

18 an ein Umkehrrelais 19 geliefert. Ein Tiefpassfilter 21 ist über einen Pufferverstärker 22 und einen Abgriff 23 mit dem Leiter 18 verbunden. Das Tiefpassfilter 21 dient zur Trennung des Polaritätssignals vom digitalen Nachrichtensignal. Ein mit dem Tiefpassfilter 21 verbundener Aufteilungsverstärker 24 teilt das Polaritätssignal für eine analoge Polaritätsdetektorschaltung 25 in zwei Wege auf. Der erste Weg führt zu einem auf die Frequenz œo abgestimmten Bandpassfilter 26; der zweite Weg führt zu einem Bandpassfilter 27, das auf die Frequenz 2coo der zweiten Harmonischen abgestimmt ist. Die Ausgangssignale der Filter 26 und 27 werden dann in einem Summierverstärker 28 zusammengefasst. Das getrennte Filtern und Wiederzusammenfügen der Komponenten eoo und 2<ao des Polaritätssignals, das für die Ausführung der Erfindung nicht erforderlich ist, dient der Reinigung des empfangenen Polaritätssignals, so dass dessen Polaritätsinformation leichter festgestellt werden kann. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 28 wird gleichzeitig auf einen Detektor 29 für positive Spitzen und einen Detektor 31 für negative Spitzen gegeben. Die Ausgangssignale der Detektoren 29 und 31 werden in einem Summierverstärker 32 zusammengefasst und auf eine Mittlungsschaltung gegeben, die einfach einen Widerstand 33 und einen Kondensator 34 aufweisen kann. Die Spule 36 des Umkehrrelais 19 ist mit der Mittlungsschaltung über eine Diode 37 verbunden.

Am Ausgang des Summierverstärkers 28 tritt das wiedergewonnene Polaritätssignal auf, das die gleiche Polarität wie das empfangene digitale Nachrichtensignal aufweist. Es ist bereits auf folgendes hingewiesen worden: Wenn die Amplituden der Komponenten eoo und 2coo gleich sind, ist die Amplitude der positiven Spitzen näherungsweise 1,78 mal so gross wie die Amplitude der negativen Spitzen, obwohl die Energie des Polaritätssignals in jedem Halbzyklus die gleiche ist. Wenn der Mittelwert der positiven und negativen Spitzen, die am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 33 und dem Kondensator 34 auftreten, positiv ist, wird daher die Relaisspule 36 durch die Diode 37 blockiert, und das Relais

19 arbeitet nicht. Wenn das Digitalsignal und folglich das Polaritätssignal invertiert sind, lädt sich jedoch der Kondensator 34 negativ auf, was die Diode 37 in Durchlassrichtung vorspannt und das Relais 19 zum Arbeiten bringt. Das vom Relais 19 ausgegebene digitale Nachrichtensignal steht daher

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korrekt für die Benutzung durch eine Datensignalendstelle bereit.

Eine besonders geeignete Schaltung für die Erzeugung des Polaritätssignals nach Fig. 1 ist im Schaltbild der Fig. 3 dargestellt. Der Zweck eines Oszillators 111 besteht darin, bei der Frequenz eoo eine Sinuswelle konstanter Amplitude zu erzeugen. Nach einer bekannten Alternative kann der Oszillator 111 einen Operationsverstärker 41 mit einer RC-Rückkopp-lungsschleife umfassen. Der Wert eines Widerstandes 42 in der Rückkopplungsschleife kann zur Frequenzsteuerung geändert werden. Zur Stabilisierung der Ausgangsamplitude des Oszillators kann eine weitere Rückkopplungsschaltung eine Diode 43 und einen Kondensator 44 umfassen, die in Reihenschaltung zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 41 und Erde geschaltet sind, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die der Schwingungsamplitude proportional ist. Ein Potentiometer 46 kann zwischen den Kondensator 44 und eine Vorspannungspotentialquelle geschaltet sein. Der. Schleifarm des Potentiometers 46 kann mit dem Gate eines Feldeffekttransistors 47 verbunden sein, dessen Source über einen Thermistor 48 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 41 angeschlossen ist. Der Drainanschluss des Feldeffekttransistors 47 kann geerdet sein. Die Ausgangsamplitude des Oszillators wird damit durch eine Gleichstromrückkopplung begrenzt, um die Erzeugung von Harmonischen minimal zu machen. Der Thermistor 48 dient der Kompensation des Temperaturverhaltens des Transistors 47. Mit dem Potentiometer lässt sich die Oszillatorausgangsamplitude einstellen.

Der Frequenzverdoppler 112 kann vorteilhafterweise die Form eines Vollwellengleichrichters haben, um die Erzeugung auch höherer Harmonischer zu begrenzen. Die Primärwicklung eines Transformators 51 ist an den Ausgang des Oszillators 111 angeschlossen. Einzelne Dioden 52 sind an jeden Endanschluss der mit Mittelabgriff versehenen Sekundärwicklung des Transformators 51 angeschlossen, und der Mittelabgriff ist geerdet, um ein symmetrisches vollwellen-gleichgerichtetes Ausgangssignal zu erzeugen. Zwei Widerstände 53 und 54, die in Reihenschaltung zwischen die Dioden 52 und Erde geschaltet sind, dienen als Spannungsteiler, um das Ausgangssignal des Verdopplers 112 zu reduzieren. Die relativen Ausgangssignale des Oszillators 111 und des Frequenzverdopplers 112 werden durch die Wirkung einer Symmetrierschaltung 56 in den richtigen Grössen symme-triert. Ein Serienwiderstand 57 und ein einstellbarer Parallelwiderstand 58 bilden einen variablen Spannungsteiler. Die Ausgangssignale von Oszillator und Verdoppler werden in einer Summierverbindung zusammengefasst, die durch Widerstände 59,60 und 61 gebildet ist. Zusätzlich zur Summierverbindung kann der Addierer 113 vorteilhafterweise einen Transformator 62 aufweisen, um die Impedanzen so anzupassen, dass die kapazitiven und induktiven Komponenten des Tiefpassfilters 114 in einer vernünftigen Grösse erhältliche praktische Werte sind. Der Ausgang des Tiefpassfilters 114 umfasst einen Spannungsteiler aus Widerständen 63 und 64, um den Ausgangspegel des Polaritätssignals für die Kombination mit dem digitalen Nachrichtensignal im Sender einzustellen. Die Leistung des Polaritätssignals kann auf 40 bis 50 db unterhalb der Nachrichtensignalleistung eingestellt werden, so dass sie die Fehlerrate nicht beeinflusst und noch feststellbar ist.

Ein Empfänger vom Spitzenwertmittlungstyp für die Wiederherstellung der Polaritätsinformation aus dem empfangenen zusammengesetzten Signal ist als Schaltbild in Fig. 4 gezeigt. Ein Verstärker 122 ist über einen Widerstand 66 und einen Kopplungskondensator 67 an den Digitalweg angeschlossen. Der Widerstand 66 kann typischerweise einen hohen Widerstandswert aufweisen, um jegliche Wirkung auf die Empfangsschaltung für die digitale Nachricht minimal zu machen. Ein Widerstand 68 kann den Eingang des Verstärkers 122 überbrücken, um die Verstärkereingangsimpedanz richtig anzupassen. Verstärkung und Ausgangsimpedanz des Verstärkers 122 sind entsprechend bekannter Entwurfspraxis durch die Werte bestimmt, die für den Rückkopplungswiderstand 69 bzw. den Parallelwiderstand 70 gewählt sind.

Ein Transformator 71 koppelt den Ausgang des Verstärkers 122 über einen Widerstand 72 und einen Kopplungskondensator 73 an ein Tiefpassfilter 121. Das Tiefpassfilter 121 ist wie das Filter 114 von einem dem Fachmann vertrauten Standardaufbau. Der Transformator 71 wird dazu verwendet, die Impedanzen zwischen dem Filter 121 und dem Verstärker 122 anzupassen, so dass beide mit ihrem bequemsten Impedanzwert konzipiert werden können. Das Ausgangssignal des Filters 121 wird über Verstärker 124 und 75 auf Bandpassfilter 126 und 127 gegeben. Ein einfaches T-Widerstandsnetz-werk 74 zur Amplitudeneinstellung kann zweckmässigerweise zwischen die Verstärker eingefügt werden.

Die Bandpassfilter 126 und 127 sind ebenfalls unkomplizierte T-Netzwerke. Das LC-Netzwerk 78, das zwischen den Verbindungspunkt zwischen Widerständen 76 und 77 und Erde geschaltet ist, ist beispielsweise in Parallelresonanz auf die Frequenz cüo abgestimmt und leitet daher alle Frequenzen ausser cüo nach Erde ab. Es dient also dazu, zum Verstärker 128 nur die Grundfrequenz eoo durchzulassen. Das Bandpassfilter 127 arbeitet in ähnlicher Weise, um die Frequenz 2<bo durchzulassen.

Die Ausgangssignale der Filter 126 und 127, d.h. die wiedergewonnenen Signale cos coot und cos 2coot, werden zusammengefasst und auf den Verstärker 128 gegeben. Das Ausgangssignal des Verstärkers 128 enthält daher lediglich das Polaritätssignal, das vor der Übertragung zum Datensignal hinzugefügt worden ist. Dieses wiedergewonnene Polaritätssignal wird Spitzendetektoren 129 und 131 zugeführt. Jeder Spitzendetektor kann eine Reihenschaltung aus einer Diode 79, 80 und einem Widerstand 81, 82 mit einem Kondensator 83, 84, der zwischen den Verbindungspunkt zwischen der Diode und dem Widerstand und Erde geschaltet ist, aufweisen. Die Dioden 79 und 80 sind in entgegengesetzten Richtungen gepolt, um sowohl positive als auch negative Spitzen festzustellen. Der Kondensator 83 lädt sich auf die positive Spitzenspannung und der Kondensator 84 auf die negative Spitzenspannung des wiedergewonnenen Polaritätssignals auf. Da, wie bereits erläutert, die Spitzenspannung einer Polarität grösser ist als die der anderen (im Fall gleicher Amplituden der Komponenten eoo und 2<»o und einer relativen Phasenverschiebung Null ist das Verhältnis 1,78:1), lädt sich ein Kondensator auf eine höhere Spannung als der andere auf. Die Ausgangssignale beider Spitzenwertdetektoren werden zusammengefasst und auf den invertierenden Eingang eines Summierverstärkers 132 gegeben, wo sie gemittelt werden. Wenn der Mittelwert positiv ist, was ein Nachrichtensignal mit richtiger Polarität anzeigt, ist das Ausgangssignal des Summierverstärkers 132 negativ, und das polaritätskorrigie-rende Relais (19 in Fig.2) arbeitet nicht. Wenn der Mittelwert der aus den Spitzendetektoren kommenden Gleichstromsignale negativ ist, arbeitet das Relais 19, wodurch die Polarität des empfangenen Nachrichtensignals zur richtigen Dekodie-rung automatisch korrigiert wird. Das Ausgangssignal der Spitzendetektoren 129 und 131 kann ausserdem über Trennwiderstände 86 und 87 auf einen Differenzverstärker 88 gegeben werden, der ein Ausgangssignal erzeugt, das der Summe des Betrages der festgestellten Spitzen proportional ist. Diese wahlweise Messschaltung dient dazu, die Polaritätsschaltung auf eine optimale Polaritätsunterscheidung abzustimmen. Normalerweise schliesst die sehr niedrige Amplitude des empfangenen Polaritätssignals jegliche Störung mit dem

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Nachrichtensignal aus. In kritischen Situationen jedoch kann das Ausgangssignal des Verstärkers 28 in bekannter Weise durch Amplituden- und Phaseneinstellnetzwerke geschickt werden, um das Polaritätssignal gänzlich vom Nachrichtensignal zu entfernen, so dass es praktisch keinen Beitrag zum s Systemrauschen liefert.

Wie zuvor erwähnt kann die Polaritätsinformation auch vorteilhafterweise mittels digitaler Methoden aus dem wiedergewonnenen Polaritätssignal ermittelt werden. Wie man sieht, fallen die positiven Spitzen der Grundkomponente 10 immer mit den positiven Spitzen der zweiten harmonischen Komponente zusammen. Dies gilt weder umgekehrt noch im Fall der negativen Spitzen. Eine besonders geeignete Digital-Polaritätsinformationsdetektorschaltung, die aus diesen Tatsachen Nutzen zieht, ist in Fig. 5 gezeigt. Ein Digital-Polari- 15 tätsinformationsdetektor 225 der Fig. 5 kann den Analog-Polaritätsinformationsdetektor 25 der Fig. 2 ersetzen. In Fig. 5 ist der Ausgang eines coo-Bandpassfilters 26 über einen Kopplungskondensator 151 mit einem Analog-Nullspannungskom-parator 152 verbunden. Das Ausgangssignal des Komparators 20 152 wird gleichzeitig auf ein mit positiver Flanke getriggertes monostabiles Flipflop 153 und auf ein mit negativer Flanke getriggertes monostabiles Flipflop 154 geführt. Die Ausgänge der Flipflops 153 und 154 sind je mit einem Eingang eines ODER-Gatters 156 verbunden, das seinerseits ein weiteres, 25 mit negativer Flanke getriggertes monostabiles Flipflop 157 speist. Der Ausgang des Flipflops 157 teilt sich auf zwei Wege auf, von denen der erste zu einem Zähler 158 und der zweite zu einem Eingang eines UND-Gatters 159 führt. Der andere Eingang des UND-Gatters 159 ist über einen Kopplungskon- 3" densator 161, einen Analog-Nullkomparator 162 und einen Inverter 163 mit dem Ausgang des 2coo-Bandpassfilters 27 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 159 speist einen Zähler 168, der seinerseits einen Digitalkomparator 166 speist. Das Ausgangssignal des Abwärtszählers 158 taktet den 35 Digitalkomparator 166 und, über eine Verzögerungseinrichtung 167, den Zähler 168.

Die Arbeitsweise des Polaritätsinformationsdetektors der Fig. 5 kann man leicht anhand der Spannung-Zeit-Darstellun-gen der Fig. 6 verstehen. Jede Zeitdarstellung kann man am 40 Ausgang derjenigen Komponente beobachten, welche die gleiche Bezugsziffer aufweist, wie sie bei der jeweiligen Darstellung hinzugefügt ist. Die Sinuskurve 151 ist daher die Spannung-Zeit-Kurve der Grundkomponente cos coot, die man am Ausgang des Kondensators 151 sieht, usw. Der Ana- 45 log-Null-Komparator 152 bringt das Grundsignal in Recht-eckform, und die Flipflops 153 und 154 erzeugen Ausgangssignale, die durch die Kurven 153 bzw. 154 dargestellt sind. Die «EIN»-Zeit beider monostabiler Flipflops 153 und 154 kann

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vorteilhafterweise gleich T/2 sein; d.h. halb so gross wie die Periode der zweiten harmonischen Wellenform cos 2(ûot. Die Wirkung des ODER-Gatters 156 besteht darin, beide Signale 153 und 154 auf die monostabile Schaltung 157 mit kurzer «EIN»-Zeit zu geben, um das Taktsignal der Kurve 157 zu erzeugen, dessen Periode derjenigen der wiedergewonnenen zweiten harmonischen Komponente identisch ist. Wenn das Polaritätssignal nichtinvertiert ist, fällt das Taktsignal 157 mit den positiven Spitzen der wiedergewonnenen zweiten harmonischen Komponente zusammen. Wenn die zweite harmonische Komponente vom Komparator 162 in Rechteckform und vom Inverter 163 invertiert ist, gelangt jegliche Positivsignalübereinstimmung mit dem Taktsignal 157 durch das UND-Gatter 159 und ist eine Anzeige dafür, dass das Polaritätssignal invertiert worden ist. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 159 kann daher zum Treiben des Polaritätskorrekturrelais 19 verwendet werden.

Der Rest der Schaltung nach Fig. 5 stellt ein digitales Rauschfilter dar. Die Fehlerangaben am Ausgang des UND-Gatters 159 werden im Zähler 168 gezählt. Der Zähler 158 dient der Herabteilung des Taktsignals um eine rationale Zahl zur Erzeugung von periodischen Impulsen, um den Digitalkomparator 166 abzutasten und den Zähler 168 zurückzustellen. Eine kurze Verzögerung bei 167, die beispielsweise durch eine Reihe von Gattern erzeugt werden kann, verzögert das Rücksteilen des Zählers, bis der Digitalkomparator getaktet oder abgetastet ist. Im Digitalkomparator 166 ist die Anzahl annehmbarer Fehler innerhalb der Zeitperiode zwischen den Abtastimpulsen vom Zähler 158 im voraus gespeichert. Das Rauschfilter in Fig. 5 erlaubt daher eine Bestimmung der Polarität des empfangenen Signals auf einer Mittelwertbasis und verbessert stark das Verhalten beim Vorhandensein einer beträchtlichen Menge Rauschens.

Nach den erfindungsgemässen Prinzipien kann daher ein unsymmetrisches Polaritätssignal leicht erzeugt und zum digitalen Nachrichtensignal vor der Übertragung hinzugefügt werden. Es kann von niedriger Energie und sehr schmaler Bandbreite sein, so dass keine zusätzliche zugewiesene Bandbreite für die Übertragung erforderlich ist und noch keine Störung des digitalen Nachrichtensignals auftritt, und es kann sowohl mittels analoger als auch mittels digitaler Einrichtungen leicht festgestellt werden.

Man kann leicht erkennen, dass beispielsweise ein asymmetrisches Polaritätsmarkiersignal nützlich sowohl bei einem analogen als auch einem digitalen Nachrichtensignal angewendet werden kann und dass es eine Doppelaufgabe erfüllen kann, indem es auch als Basisbandpilotsignal für eine automatische Verstärkungssteuerung dient.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Identifizieren und Korrigieren der Polarität eines übertragenen Nachrichtensignals, dadurch gekennzeichnet, dass ein asymmetrisches Signal erzeugt und vor der Übertragung zum Nachrichtensignal hinzugefügt wird, um die Polarität des Nachrichtensignals zu markieren, und dass nach der Übertragung mit der Polarität des asymmetrischen Signals die Polarität des übertragenen Nachrichtensignals identifiziert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des asymmetrischen Signals zum Kosinus eines ersten harmonischen Signals der Kosinus eines zweiten harmonischen Signals doppelter Frequenz addiert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Signal erzeugt wird, das die Amplitude der positiven Spitzenwerte des empfangenen asymmetrischen Signals kennzeichnet, dass ein zweites Signal erzeugt wird, das die Amplitude der negativen Spitzenwerte des empfangenen asymmetrischen Signals kennzeichnet und dass das erste und das zweite Signal gemittelt werden, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die Polarität der grösseren der Spitzen-wertamplituden anzeigt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkomponente und die zweite harmonische Komponente des empfangenen asymmetrischen Signals herausgefiltert werden und dass zum Identifizieren der Polarität des übertragenen Nachrichtensignals die Übereinstimmung der Spitzenwerte gleicher Polarität der Grundkomponente und der zweiten harmonischen Komponente festgestellt wird.
5. 5. Sendevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Polaritäts-signalgeneratoranordnung (11,12,13,14) zur Erzeugung eines asymmetrischen Signals der Frequenz eoo, das wenigstens angenähert die Form

   A (cos oot + B cos 2<öot)

   aufweist, wobei A ein Massstabsfaktor und B eine Proportionalitätskonstante sind und durch eine Zusammenfassungseinrichtung (16), die das asymmetrische Polaritätssignal vor der Übertragung zum Nachrichtensignal hinzufügt.
6. 6. Empfangsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trenneinrichtung (21) zum Trennen des asymmetrischen Signals vom Nachrichtensignal, einen Polaritätsdetektor (25) zum Ermitteln der Polarität des empfangenen asymmetrischen Signals und eine auf den Polaritätsdetektor (25) ansprechende Polaritätskorrektureinrichtung (19) zum Invertieren des Nachrichtensignals, wodurch die Polarität eines empfangenen invertierten Signals korrigiert werden kann.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Polaritätsdetektor aufweist: einen Positivspitzendetektor (29) mit einem Ausgangssignal, das proportional zur Amplitude der positiven Spitzenwerte des empfangenen asymmetrischen Polaritätssignals ist, einen Negativspitzendetektor (31) mit einem Ausgangssignal, das proportional zur Amplitude der negativen Spitzenwerte des empfangenen asymmetrischen Polaritätssignals ist, und eine mit den Spitzendetektoren verbundene Mittlungseinrichtung (33,34) für die Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Polarität der grösseren der Spitzenwertamplituden angibt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Polaritätsdetektor aufweist: ein erstes Bandpassfilter (26), das die Grundkomponente des asymmetrischen Polaritätssignals durchlässt; ein zweites Bandpassfilter (27), das die zweite harmonische Komponente des asymmetrischen Polaritätssignals durchlässt; und eine mit dem ersten und mit dem zweiten Filter verbundene Spitzenwertkoinzidenzanordnung

   (29,31, 32; 153, 154, 156,157, 158, 159,163, 166,168) zur Anzeige des Zusammenfallens von Spitzenwerten gleicher Polarität der Grundkomponente und der zweiten harmonischen Komponente.