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Verfahr-en zum Empfang von tonfrequenten Codezeichen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Empfang von tonfrequenten Codezeichen, die aus einer
Frequenz oder einer Frequenzkombination gebildet werden. In der Fernmelde-, insbesondere
Fernsprechtechnik, wird die übertragung der zum Verbindungsaufbau erforderlichen
Wählinformation immer mehr durch tonfrequente Codezeichen durchgeführt. Die Impulswahl
mit der kleinen Signalgeschwindigkeit wird den Anforderungen an die schnellen Wähler
oder Durchschalteglieder nicht mehr gerecht. Um nun eine hohe Signalgeschwindigkeit
bei tonfrequenter Signalgabe zu erreichen, wird in erster Linie der Parallelcode
bevorzugt. Dieser Code gestattet es, jede Wählziffer in einem Impuls zu übertragen.
Um die erforderliche Anzahl von Zeichen für die übertragung zu erhalten, werden
mehrere Signalfrequenzen vorgesehen. Ein Codezeichen wird durch eine bestimmte Zahl
von Frequenzen aus der Gesamtzahl der zur Signalgabe bereitgestellten Frequenzen
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bildet. Häufig wird der oder der (2)-Code verwendet. Im ersten
Falle wird ein Codezeichen stets durch eine aus den zehn Frequenzen und im zweiten
Falle durch zwei aus den fünf Frequenzen gebildet. In dem zur Signalgabe zur Verfügung
stehenden Frequenzband, das meist mit dem Sprachband von 300 ... 3400 Hz
übereinstimmt, sind daher zehn bzw. fünf Signalfrequenzen unterzubringen. Diese
Frequenzen werden meist in gleichem Frequenzabstand zueinander angeordnet. Auf der
Empfangsseite werden die Frequenzen in bekannter Weise durch Tonfrequenzempfänger
entsprechend gleich großer Bandbreite getrennt. Die Bandbreite eines Empfängers
ist also durch das zur Verfügung stehende Signalfrequenzband und die Anzahl der
Signalfrequenzen bestimmt. Sie wird insbesondere bei einem Verfahren sehr klein.
Damit wird jedoch auch die Signalgeschwindigkeit des Verfahrens begrenzt, denn die
Empfänger haben eine Einschwingzeit, die mit der abnehmenden Bandbreite zunimmt.
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Da bei einer tonfrequenten übertragung die Wäblinformation in Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen über verschiedene im Sprachband liegende Signalkanäle
parallel übertragen wird, ist es nicht erforderlich, auf der Empfangsseite genau
dieselbe Frequenztrennung wie auf der Sendeseite vorzunehmen. Dies ist nur dann
erforderlich, wenn jeder Signalkanal eine von den anderen Signalkanälen unabhängige
Information überträgt, so wie es z. B. bei der Wechselstromtelegraphie der Fall
ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Ausnutzung dieser Erkenntnis eine
Empfangsanordnung für ein Mehrfrequenz-Signalsystem zu schaffen, das eine höhere
Signalgeschwindigkeit zuläßt. Der Mehraufwand gegenüber den bekannten Anordnungen
mit einfacher Frequenzselektion durch Tonfrequenzempfänger entsprechender Bandbreite
soll nicht wesentlich größer sein. Die Auswerteschaltung soll außerdem die Möglichkeit
bieten, auftretende Fehler bei der Signalgabe, wie Ausfall oder Hinzukommen einer
Signalfrequenz, erkennen zu können, ohne daß dabei eine falsche Ausgangsinformation
erhalten wird. Die Empfangsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Tonfrequenzempfänger mit Bandbreiten, die sich jeweils über mehrere
Signalfrequenzbereiche erstrecken, vorgesehen sind, daß die Bandbreiten der verschiedenen
Tonfrequenzempfänger verschiedene Signalfrequenzbereiche umfassen, und daß beim
Empfang eines Codezeichens über die Kontakte der Empfängerrelais eine zugeordnete
Ausgangsinformation gebildet wird. Eine derartige Empfangsanordnung hat den großen
Vorteil, daß die Empfänger wesentlich kleinere Einschwingzeiten aufweisen. Das neue
Ausgangssignal hat eine neue Form, die nicht mehr mit der Form der übertragenen
Information identisch ist. Durch entsprechende Zuordnung der Ausgangssignale läßt
sich für jedes gesendete Codezeichen eine eindeutige Aussage erhalten. Es ist eine
tonfrequente Signalgabe geschaffen, die bei verschiedener Sende- und Empfangscodierung
den Einsatz von sehr schnell ansprechenden Empfängern ermöglicht. Nach einer weiteren
Ausgestaltung
der Erfindung werden nur solche Codezeichen aus den zur Verfügung stehenden Frequenzen
ausgewählt, die eine eindeutige Ausgangsinformation liefern. Bei Codezeichen, die
dieselbe Ausgangsinformation liefern, wird nur eines zur Signalgabe' verwendet.
Die Auswahl der- Zeichen wird so getroffen, daß beim Ausfall und/oder beim Hinzukommen
einer Signalfrequenz keine falsche Ausgangsinformation entsteht und der Fehler,erkannt
wird. Ein dekadischer Code
wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, daß zehn Signalfrequenzen vorgesehen werden,
die über sechs Empfänger ausgeweitet werden. Die `Bandbreiten dieser Empfänger erstrecken
sich jeweils über fünf Signalfrequenzbereiche, die um je einen Signalfrequenzbereich
gestaffelt angeordnet sind. Die zehn 4Codezeichen sind in zwei Fünfergruppen
1 ... 5
und 6 ... 10 unterteilt, die durch das Ansprechen
je
eines Empfängers unterschieden sind. Der tatsächliche Wert der Information
wird dann im Zusammenhang mit den übrigen angesprochenen Empfängern gewonnen. Die
Bandbreite eines Empfängers, die mehrere Signalfrequenzbereiche umfaßt, kann erfindungsgemäß
auch das Frequenzband, das bis zu den dem Band des Empfängers -benachbarten Signalfrequenzbereichen
liegt# miteinschließen, Als Codezeichen können verschiedene Kombinationen, z. B.
verwendet werden und die Ausgangssignale so ausgewählt werden, daß auch diese alle
einer bestimmten Klasse angehören. Es ist auch möglich, die übertragenen Codezeichen
-aus verschiedenen Klassen zu wählen, z. B.
und nur ganz bestimmte Zeichen auszusenden, die eine möglichst große Hamming-Distanz
in den empfangenen Ausgangssignalen aufweisen.
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Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 das Prinzip der tonfrequenten Signalgabe nach der Erfindung,
Fig. 2 Anwendung des Prinzips nach Fig. 1 auf einen Code
- Fig. 3 die Kontaktanordnung der Empfangsrelais nach Fig. 2, Fig.
4 und 5 Anwendung des Prinzips auf einen Code und Fig.
6 und 7 Auswahl von bestimmten Codezeichen bei einem Code
In Fig. 1 ist dargestellt, wie durch Schließen eines oder mehrerer der Kontakte
1 ... m verschiedene Tonfrequenzspannungen auf eine gemeinsame Leitung gegeben
werden. Die Tonfrequenzspannungen werden durch die Generatoren Gl ... Gin
erzeugt. Ab-
weichend von den bekannten Empfangsanordnungen sind bei dem Verfahren
nach der Erfindung nicht m, sondern n Empfänger E 1 ... En vorgesehen.
Dabei kann n kleiner oder größer als in sein.
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Fig. 2 zeigt, wie das Verfahren der Erfindung auf .einen Code
angewendet wird. Die zehn Signalfrequenzbereiche S 1 ... S10 zeigen
an, in welchem Frequenzbereich die einzelnen Signalfrequenzen f 1
bis
f10 liegen können. Zur Aufnahme der Codezeichen, die alle durch
je eine dieser zehn Signalfrequenzen gekennzeichnet sind, dienen sechs Tonfrequenzempfänger
E 1 ... E 6. Die Bandbreite eines Empfängers erstreckt sich
über mehrere Signalfrequenzb-ereiche,. Der Empfänger E 1 spricht z. B. an,
wenn eine der Signalfrequenzen f 1. . . . f 5
ankommt, der Empfänger E 2- bei f 2 ... f 6 usw. Da
die Empfänger eine sehr große Bandbreite B 1 ... B
6 aufweisen, ergeben sich sehr kleine Einschwing- und damit Ansprechzeiten
für die Empfänger. Wie die Fig. 2 weiterhin erkennen läßt, kann sich das Band eines
Empfängers, z. B. E3, auch bis zu den benachbarten Signalfrequenzbereichen
S2 und S8 erstrecken. Es muß nur sichergestellt sein, daß der EmpfängerE3
auf die Signalfrequenzen f 2 und f 8 nicht anspricht. Die Signale
1 bis 5 sind stets durch das Ansprechen des Empfängers EI und
die Signale 6 ... 10 durch das Ansprechen des Empfängers E 6 gekennzeichnet.
Aus dieser Tatsache läßt sich eine einfache, Fünfergruppenbildung durchführen, die
zu der in Fig. 3 gezeigten Kontaktanordnung führt. Bei Signal 4 sind die
EmpfängerE1 bis E4 angesprochen. Der,Empfänger El nimmt die Ausscheidung
der Fünfer gruppe 1 . . . 5 vor, und es genügt innerhalb dieser Gruppe,
den Zustand des Empfängers 4 zu berücksichtigen. Der Empfänger mit der höchsten
Ordnungszahl bestimmt das Ausgangssignal, da alle Empfänger mit niedriger Ordnungszahl
bestimmt auch angesprochen haben. Ähnlich ist es in der Fünfergrpppe 6... 10,
es ist lediglich der Empfänger mit der niedrigsten Ordnungszahl aus. den Empfängern
EZ
. E5 für das Ausgangssignal maßgebend. In Fig. 4 ist eine
Anordnung für einen Code
gezeigt, der über fünf Empfänger E 1 ... E 5 ausgewertet wird.
Die Bandbreite der Empfän.gei# . erstreckt sich über zwei Signalfrequenzbereiche.
Die fünfzehn möglichen Codekombinationen können nicht voll ausgenutzt werden, da
bei den Kombinationen f 1 + f 3 und f 2
+ f 3 dasselbe Ausgangssignal entsteht. Dasselbe gilt auch für die
Codezeichen f 4 + f 5
und f 4 + f 6, so
daß nur dreizehn verschiedene Zeichen übertragen werden können, wie durch die,mit
a) gekennzeichnete Reihe angegeben ist. Aus diesen Zeichen können, wie unter
b) angegeben ist, elf Zeichen ausgewählt werden, die ein Ausfallen einer
Signalfrequenz erkennen lassen.
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In Fig. 5 ist ein 2 -
Gruppencode gezeigt, bei dem jedes Zeichen aus einer Frequenz jeder Gruppe
zusammengesetzt ist. Mit sechs Empfängern E 1 ... #E 6,
die
eine Bandbreite über jeweils drei Signalfrequenzbereiche aufweisen, lassen sich
die sechzehn mög-
lichen Codezeichen der Klasse
auswerten. Für die Signalgabe lassen sich jedoch nur vierzehn ausnutzen, da die
Zeichen f 2 4 f 5 und f 3 + f 5 bzw.
f 4 + f 6 und f 4 + f 7 jeweils
gleiche Ausgangssignale liefern. Die vierzehn Zeichen für die Signalgabe sind ebenfalls
so aufgebaut, daß auf der Empfangsseite der Ausfall einer Signalfrequenz erkannt
wird.
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Fig. 6 zeigt am Beispiel eines Codes
und einer anderen Zuordnung von Empfängern, z. B. E4 und E5, welche Signale
aus den sechs möglichen der bestimmten Klasse verwendet werden können, um auf der
Empfsseite den Ausfall und das Hinzukommen einer Signalfrequenz erkennen zu können.
Wie unter a) angegeben ist, sprechen beim Signal 1 die
Empfänger
E 1, E 2 und E 5 an. Das Signal 1 ist aus den
Frequenzen f 1 + f 2 gebildet. Fällt die Frequenz f 1 aus,
dann spricht der Empfänger E 5 nicht an. Es sind nur die Kontakte
der Empfangsrelais E 1
und E2 betätigt. Dies entspricht keinem
echten Ausgangssignal. Dies kann in bekannter Weise zu einer Fehleranzeige ausgenutzt
werden. Fällt die Frequenz f 2 aus, dann ist der Empfänger E 2 nicht
am Signal beteiligt. Die Empfänger E 1 und E 5 allein kennzeichnen
keine richtige Ausgangsinformation. Tritt die Frequenz f 3 oder
f 4 hinzu, dann sprechen die Empfänger E 3 oder E 3 und
E 4 an. Wie ein Vergleich mit den anderen ausgewählten Zeichen ergibt (vgl.
unter b), wird in keinem Falle fälschlicherweise ein richtiges Ausgangssignal
erhalten. Bei dem zweiten Zeichen, f 1 -f- f 3, ist
eine vollkommene Fehlererkennung für Ausfall und Hinzukommen einer Signalfrequenz
nicht möglich. Dieses Zeichen wird daher für die Signalgabe nicht ausgenutzt. Das
Hinzukommen der Frequenz f 2 bringt auf der Empfangsseite keine Veränderungen.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse bei dem Signal f 2
+ f 4. Der Ausfall einer dieser beiden Frequenzen wird erkannt. Das
Hinzukommen der Frequenz f 1
bringt auf der Empfangsseite den Empfänger
E 5 mit zum Ansprechen. Dieser Fehler wird also auch erkannt. Das
Hinzukommen der Frequenz f 3 bewirkt auf der Empfangsseite keine Veränderung.
Dieser Fehler kann also nicht erkannt werden. Da er aber auch keine falsche Auswertung
ergibt, kann er für die Signalgabe trotzdem zugelassen werden. Dasselbe gilt auch
für das Zeichen f 1 -41- f 3, so daß also doch alle sechs Codezeichen
für die Signalgabe herangezogen werden können, wenn nur die Forderung besteht, daß
der Ausfall oder das Hinzukommen einer Signalfrequenz zu keiner falschen Auswertung
führen darf.
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In Fig. 7 ist unter denselben Voraussetzungen ein Signalcode
aufgebaut worden. Hier ergeben sich mit sechs Empfängern E 1 ...
E 6, die eine Bandbreite mit zwei Signalfrequenzbereichen aufweisen,
sechs Codezeichen für die übertragung. Die Zeichen 1, 5, 8
und 9 dürfen
nicht ausgesendet werden, da beim Hinzukommen jeweils einer anderen Signalfrequenz
die Zeichen 2, 6 und 9 entstehen können.
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Das Verfahren der Erfindung läßt sich in verschiedener Art und Weise
ausführen. Die Wahl der Bandbreite und die Anzahl der Signalempfänger hängt von
dem gewählten Code und der erforderlichen Signalsicherheit ab. Es ist auch möglich,
Codezeichen verschiedener Klassen zu übertragen, um auf der Empfangsseite Ausgangssignale
mit möglichst großer Hamming-Distanz zu erhalten. Dadurch ist eine Fehlererkennung
in weiten Grenzen und sogar eine Fehlerkorrektur durchführbar, wie bei den bekannten
Codierungsverfahren.