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Schaltungsanordnung zur Funkübertragung von Nachrichten zwischen einer
Hauptstation und mehreren Unterstationen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
und Vorrichtungen zur Funkübertragung von Nachrichten zwischen einer Hauptstation
und mehreren Unterstationen, wobei die Unterstationsempfänger je eine von gleichgerichteten
und außerhalb des Sprechfrequenzbandes liegenden Schwingungen gespeiste Sperrschaltung
zum Unwirksammachen des Niederfrequenzempfängerteiles bei Abwesenheit von Eingangsträgerschwingungen
enthalten.
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Es ist gegenwärtig üblich, z. B. bei der Polizei, bei der Feuerwehr,
bei Taxibetrieben usw., von einer Hauptstation aus mittels eines Sender-Empfängers
Funknachrichten mit einen Sender-Empfänger enthaltenden Unterstationen, z. B. in
Kraftwagen angeordneten fahrbaren Stationen, auszutauschen.
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Bevor eine für eine bestimmte fahrbare Station bestimmte Nachricht
übertragen wird, wird von der Hauptstation ein Anrufsignal übertragen, welches in
einem solchen System gewöhnlich aus Sprechschwingungen, z. B. »Taxi 501«,
usw. besteht. Dieses Anrufsignal kann von jedem Empfänger mitgehört werden. Auch
die nicht angerufenen fahrbaren Stationen sind gezwungen, einen darauffolgenden
Bericht mitzuhören, um zu vermeiden, daß eine mögliche weitere Nachricht, welche
für sie bestimmt sein könnte, nicht aufgefangen wird. Dieses ununterbrochene Mithören
von Gesprächen ist störend und ermüdend und verringert die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals
der Unterstationen.
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Es ist bekannt, diese Nachteile durch Verwendung eines sogenannten
selektiven Anrufsystems zu beseitigen, wobei die Hauptstation zur Übertragung eines
jeder Unterstation zugeordneten Anrufsignals, z. B. einer Kombination von Tönen,
eingerichtet ist, und die Unterstationen mit einem Anrufauswähler zu versehen, der
nur beim Empfang der ihm zugeordneten Tonkombination anspricht und dann den normalerweise
gesperrten Empfänger wirksam macht. Ein solches selektives Anrufsystem erfordert
aber eine verwickelte und kostspielige Apparatur.
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Die Erfindung bezweckt, in einfacher Weise bei Funkverbindungen der
in der Einleitung beschriebenen Art bisher nur bei Anwendung eines selektiven Anrufsystems
vorhandene Vorteile zu erzielen, wobei die in Übertragungssystemen der eingangs,
beschriebenen Art normalerweise vorhandenen Mittel benutzt werden.
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Nach der Erfindung wird, nachdem sich die angerufene Unterstation
gemeldet hat, vom Sender der Hauptstation für die Dauer des an die Unterstation
gerichteten Gesprächs ein oberhalb des Sprechfrequenzbandes liegender Ton als zusätzliche
Modulation der Sprechträgerschwingungen übertragen, wobei dieser Ton eine Sperrschaltung
ansprechen läßt, während die Sperrschaltung in wenigstens dem angerufenen Empfänger
der Unterstation für die Dauer des Gesprächs unwirksam gemacht wird.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert, in der Fig. 1 ein Schaltschema einer Hauptstation und Fig. 2 ein
Schaltschema einer für Zusammenarbeiten mit einer Hauptstation nach Fig. 1 eingerichteten
Unterstation darstellt; Fig. 3 zeigt eine Variante eines Einzelteiles der Unterstation
nach Fig. 2.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Hauptstation besteht aus einem für
Gegensprechverkehr eingerichteten Sender-Empfänger. Der Sender, welcher mit Frequenz-
oder Amplitudenmodulation arbeiten kann, besitzt eine Oszillator-Modulatorstufe
1, an dessen Eingang ein Mikrophon 2 angeschlossen ist. Die erzeugten, in diesem
Falle frequenzmodulierten Schwingungen werden über einen Frequenzvervielfacher 3
einem weiteren Frequenzvervielfacher 4 zugeführt. Die Gesamtfrequenzvervielfachung
ist z. B. 64fach zur Erzeugung einer Trägerwellenfrequenz von etwa 160 MHz. Die
sodann erhaltenen Hochfrequenzschwingungen werden in einem Endverstärker 5 verstärkt
und von einem mit dieser verbundenen
Antenne 6 ausgestrahlt. Der
bisher beschriebene Sender ist von an sich bekannter Art, so daß eine detaillierte
Beschreibung überflüssig erscheint.
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Die Hauptstation besitzt ferner einen Empfänger mit einer Antenne
7, welche gegebenenfalls mit der Antenne 6 zu einer gemeinsamen Sende-Empfangs-Antenne
vereinigt sein kann. Die Antenne 7 ist mit einer Empfangsvorrichtung 8 verbunden,
in der das Eingangssignal auf übliche Weise verstärkt und in der Frequenz transponiert
wird zur Erzeugung von Zwischenfrequenzschwingungen, welche nach erfolgter Begrenzung
vom Gleichrichter 9 gleichgerichtet werden. Das gleichgerichtete Signal wird dem
Steuergitter einer Niederfrequenzverstärkerröhre 10 zugeführt, in deren Ausgangskreis
ein Relais 11 in Reihe mit einem Lautsprecher 12 liegt.
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Der Empfänger der Hauptstation ist mit einer von gleichgerichteten
und außerhalb des Sprechfrequenzbandes liegenden Schwingungen gespeisten Sperrschaltung
13 versehen. Bei Abwesenheit eines Signals treten im Ausgangskreis des Gleichrichters
9 starke Rauschspannungen auf. Zur Unterdrückung dieser Rauschspannungen ist der
Ausgangskreis des Gleichrichters 9 über ein aus einem Kondensator 14 und einem Ableitungswiderstand
15 bestehendes Filter mit dem Steuergitter einer als Pentode geschalteten Verstärkerröhre
16 verbunden, welche dazu dient, bei Abwesenheit einer Trägerwelle dem Steuergitter
der Niederfrequenzverstärkerröhre 10 eine solche negative Spannung zuzuführen, daß
diese Röhre unwirksam gemacht wird.
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Das Filter 14, 15 hat eine solche Grenzfrequenz, daß nur höhere Frequenzen
(z. B. über 5 bis 10 kHz) des gleichgerichteten Rauschspektrums der Röhre 16 zugeführt
werden. Das verstärkte Rauschen wird über einen Kondensator 17 einer Diodenanode
18 zugeführt, welche mit dem Pentodenteil der Rauschverstärkerröhre eine gemeinsame
Kathode hat. über einen zwischen der Kathode und der Diodenanode liegenden Widerstand
19 tritt eine Gleichspannung auf, deren Amplitude von der Intensität des Rauschens
abhängig ist. Die Kathode ist ferner über einen Kathodenwiderstand 20 mit einem
zu diesem parallel liegenden Kondensator 21 geerdet. Die Anode der Rauschverstärkerröhre
wird über einen Widerstand 22 gespeist, und das Schirmgitter ist über einen Widerstand
23 und einen Entkopplungskondensator 24 mit der Plusklemme der Anodenspannungsquelle
verbunden. Die an der Diodenänode 18 auftretende Gleichspannung entspricht somit
dem Unterschied zwischen den am Kathodenwiderstand 20 und am Widerstand 19 auftretenden
Spannungen, welche Spannungen entgegengesetztes Vorzeichen haben. Die Bemessung
ist derart, daß bei Abwesenheit einer Trägerwelle die Spannung am Widerstand 19
-diejenige am Kathodenwiderstand etwas übersteigt. Die Differenzspannung wird dem
Steuergitter der Niederfrequenzverstärkerröhre 10 über ein aus einem Widerstand
25 und einem geerdeten Kondensator 26 bestehendes Filter zur Sperrung dieser Röhre
zugeführt.
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Beim Empfang eines Signals nimmt das Rauschen ab, und die Spannung
am Kathodenwiderstand 20 übersteigt die inzwischen verminderte Spannung am Widerstand
19. Folglich ergibt sich eine Abnahme der Vorspannung des Steuergitters der Niederfrequenzverstärkerröhre
10, welche - zunächst eine solche negative Vorspannung hatte, daß die Röhre gesperrt
war, so daß die Röhre leitend wird und das Relais 11 in deren Ausgangskreis erregt
wird. Die Funktion dieses Relais wird im nachfolgenden erwähnt.
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In Fig.2 ist eine zur drahtlosen Verbindung mit einer Hauptstation
nach Fig. 1 geeignete Unterstation dargestellt. Die Unterstation besitzt einen Sender
und einen Empfänger für Gegensprechverkehr auf einem der Hauptstation zugeordneten
Frequenzpaar.
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Der Sender ist im wesentlichen dem in der Hauptstation verwendeten
Sender ähnlich und besitzt eine OSZillator-ModulatO.TStufe 27 mit einem mit dieser
verbundenen Mikrophon eines Fernhörers 28, Frequenzvervielfachungsstufen 29 und
30 und eine Endverstärkerstufe 31, mit der eine Senderantenne 32 verbunden ist.
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Auch der Empfänger der Unterstation entspricht im allgemeinen dem
in der Hauptstation verwendeten und im Zusammenhang damit bereits beschriebenen
Empfänger. Dessen Empfangskanal besitzt eine Antenne 33, einen Oszillator mit einem
Hoch- und Zwischenfrequenztei134, einen Begrenzer mit einem Demodulator 35 und einen
Niederfrequenzverstärker 36. Mit dem Ausgangskreis des Demodulators 35 ist außerdem
eine Sperrschaltung 37 verbunden, welche eine Verstärkerröhre 38 enthält, die über
ein Hochpaßfilter 39', 40, dessen niedrigste Grenzfrequenz z. B. 5 bis 10 kHz beträgt,
mit dem Gleichrichterausgang gekoppelt ist. Die Sperrschaltung 37 besitzt ferner
noch die Elemente 39 bis 48, welche den Elementen 17 bis 26 entsprechen, deren Funktion
im ZuGammenhang mit Fig.1 bereits beschrieben wurde, so daß sich hier eine nähere
Erklärung erübrigt.
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Die Sperrschaltung enthält außerdem ein im Anodenkreis der Verstärkerröhre
38 liegendes Tonfilter 49, welches aus einem Kondensator 50 mit einer zu diesem
parallel geschalteten Spule 51 besteht, welche auf eine außerhalb des Sprechfrequenzbandes
liegende Frequenz abgestimmt ist, welche z. B. gleich 12 kHz gewählt wird. Das Tonfilter
49 ist von einem Widerstand 52 in Reihe mit einem Schalter 53 überbrückt, der von
einem mit ihm gekoppelten Gabelkontakt 54 betätigt wird, wenn der Telephonhörer
28 abgenommen bzw. aufgelegt wird, Funkübertragung von Nachrichten zwischen einer
Hauptstation nach Fig. 1 und mehreren Unterstationen nach Fig. 2 ist auf folgende
Weise möglich.
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Im Ruhezustand, auch »Aushörzustand« genannt, ist nur der Empfänger
der Hauptstation eingeschaltet, um etwa eingehende Nachrichten einer der Unterstationen
empfangen zu können, jedoch von diesem Empfänger, ebenso wie von denjenigen der
Unterstationen ist der Niederfrequenzempfängerteil infolge der Speisung der Sperrschaltung
13 bzw. 37 mit in diesem Empfänger bei Abwesenheit eines Signals auftretenden, außerhalb
des Sprechfrequenzblandes liegenden Rauschspannungen umwirksam. Wünscht die Hauptstation
eine Nachricht mit einer der Unterstationen zu wechseln, so wird der Sender der
Hauptstation eingeschaltet, das Mikrophon 2 besprochen und ein für eine anrufende
Unterstation oder etwa eine Gruppe von Unterstationen kennzeichnendes Anrufsignal
übertragen. Wenn das von der Hauptstation übertragene Anrufsignal beim Empfang bei
den Unterstationen eine bestimmte Mindestamplitude aufweist, so wird die. -den Niederfrequenzteil
j edes Unterstationsempfäng--rs wirksam machende Sperrschaltung 37 betätigt. Das
Anrufsignal wird im Lawtsprecher 55 hörbar, worauf die angerufene Unterstation sich
meldet durch Abnahmedes Hörers 28 und Beantwortung des Anrufs. Beim Abnehmen des
Hörers nimmt ein von der Gabel betätigter Mehrfach-
;chalter die
dargestellte Lage ein. Das Telephon wird zber einen Schalter 56 mit dem Ausgangskreis
der Empfängerendstufe 36 verbunden, während ein Schalter 57 das Mikrophon mit dem
Eingang des Sendermodulators 27 verbindet. Gleichzeitig wird über einen vom Gabelkontakt
betätigten Schalter 58 eine. von einer Spannungsquelle 59 herrührende Spannung einem
Relais 60 zugeführt, welches einen Schalter 61 betätigt. Dieser Schalter schaltet
beim Erregen des Relais 60 den Unterstationssender, der zur Energieersparnis im
Ruhezustand ausgeschaltet ist, ein, und es wird eine Trägerwelle über die Antenne
32 übertragen.
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Beim Empfang dieser modulierten oder nichtmodulierten Trägerwelle
von der Hauptstation wird, die Sperrschaltung 13 des Hauptstationsempfängers
betätigt. Die gesperrte Endverstärkerröhre 10 wird normal eingestellt, und der Anodenstrom
der Röhre 10 nimmt zu, wodurch das Relais 11 erregt wird und: ein Arbeitskontakt
62 desselben geschlossen wird.
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Die Verbindung zwischen der Hauptstation und der gewünschten Unterstation
ist sodann hergestellt, und der zu übertragende Bericht kann von der Hauptstation
übertragen werden. Um zu vermeiden, daß andere als die betreffende Unterstation
das Gespräch mithören müssen, wird nach der Erfindung, nachdem die angerufene Station
sich gemeldet hat, wodurch sich der Schalter 62 schließt, ein eine Schwingung mit
einer Frequenz von z. ß. 12 kHz liefernder Tongenerator 63 für die Dauer des darauffolgenden
Gesprächs mit dem Sendermodulator verbunden. Dieser als zusätzliche Modulation der
Sproc'hträge:rschwingung des Hauptstationssenders übertragene Ton wird von sämtlichen
Unterstationsempfängern empfangen und gleichgerichtet. Der gleichgerichtete Ton
wird vom Hochpaßfilter 39, 40 durchgelassen und in der Verstärkerröhre 38 verstärkt.
Die dann an dem auf diesen Ton abgestimmten Filter 49 auftretende Spannung verursacht,
auf gleiche Weise wie es im Zusammenhang mit dem Empfang von oberhalb des Sprechfrequenzbandes
liegenden Rauschspannungen beschrieben wurde, ein Sperren der Endverstärkerröhre
jeder Unterstation, in der der Telephonhörer nicht abgenommen wurde. Inder angerufenen
Unterstation, in der zur Beantwortung des Anrufs der Hörer 28 abgenommen wurde,
ist das Tonfilter 49 von dem Widerstand 52 über den Schalter 53 überbrückt. Nachdem
das Gespräch beendet ist, wird der Hörer 28 auflegt, und das Tonfilter 49 wird von
dem Widerstand 52 überbrückt. Der Unterstationssende ir wird völlig oder teilweise
durch d as Abfallen des Relais 60 ausgeschaltet, und die Sperrschaltung 13 der Hauptstation
sperrt den Niederfrequenzempfängerteil des Hauptstationsempfängers, so d@aß der
Tongenerator 63 ausgeschaltet wird. Infolge der gleichzeitigen Ausschadtung des
Hauptstationssenders wird die Sperrschaltung 37 der Unterstation unwirksam gemacht,
und der Empfänger ist zum Empfang eines nächsten Anrufs bereit. Auch der Niederfrequenzempfängerteil
jeder anderen Unterstation, der während der Dauer des Gesprächs mit der angerufenen
Unterstation von dem von der Hauptstation empfangenen Ton gesperrt war, kann sodann
wieder normal wirksam werden.
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Auf diese Weise wird daher mit einfachen, im wesentlichen normalerweise
im Empfänger vorhandenen Mitteln mit niedrigen Kosten -°in Anrufsystem für Funkübertragung
von Nachrichten zwischen Haupt- und Unterstationen erhalten, welches für diejenigen
Fälle, in denen keine Geheimhaltung der Nachrichtenübertragung erforderlich ist,
den bisher bekannten Verbindungssystemen dieser Art vorzuziehen ist.
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Im Ausführungsbeispiel nach, Fig. 2 wird das Tonfilter 49 mittels
des in Reihe mit dem Schalter 53 liegenden Widerstandes 52 gedämpft. Es ist auch
möglich, den Schalter 53 als Umschalter auszubilden, wie es in Fig. 3 schematisch
mit 53' angedeutet ist, so daß in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit
der Tonfrequenz und einem erfolgten oder nicht erfolgten Anruf entweder ein Widerstand
52' oder das Tonfilter 49 von dem Schalter 53' in den Anodenkreis der Röhre eingeschaltet
wird.
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Bisher wurde der Fäll betrachtet, daß sowohl die Hauptstation wie
die Unterstationen einen für Gegensprechverkehr eingerichteten Sender-Empfänger
enthalten. Die Anwendung der Erfindung ist aber auch möglich, wenn die Hauptstation
und die Unterstationen mit für Simplexverkehr eingerichteten Sender-Empfängern versehen
sind. In diesem Falle ist eine Automatisierung dadurch möglich, daß bei Um@-schaltung
von Empfang auf Senden der Tongenerator des Ha,uptstationssenders in Abhängigkeit
von dem vor -der Umschaltung vorhandenen Betriebszustand der Sperrschaltung umgeschaltet
wird.