DE1201394B - Schaltungsanordnung zur UEbertragung binaerer Informationselemente durch Frequenzumtastung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4WIWt PATENTAMT Int. Cl.:

H041

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al-7/01

C 28484 VIII a/21 al
23. November 1962
23. September 1965

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Informationselemente durch Frequenzumtastung. Es sind bereits verschiedene Systeme zur Übertragung von Informationselementen bekannt und in Gebrauch. Gewisse unter ihnen benutzen die Amplitudenmodulation, wobei die Übertragung entsprechend dem zweiwertigen oder dreiwertigen System oder auch durch Einseitenband erfolgt. Die mit Frequenzumtastung arbeitenden Frequenzmodulationssysteme gelangen ebenfalls zur Anwendung. Auch Phasenmodulationssysteme sind bereits bekanntgeworden.

Bei allen diesen bisher üblichen Übertragungssystemen ist die für die Übertragung notwendige Durchlaßbandbreite eine wachsende Funktion von der Tastgeschwindigkeit. Bei den üblichen Telefonstromkreisen liegt diese Bandbreite zwischen 300 und 3400Hz. Wenn derartige Stromkreise zur Informationselementenübertragung verwendet werden, hängt die maximale Tastgeschwindigkeit also von der Breite des verfügbaren Durchlaßbereiches ab.

Bei den mit Frequenzumtastung arbeitenden Systemen zur Übertragung von Informationselementen macht man von zwei Frequenzen /₀ und Z₁ Gebrauch, die der Übertragung der Informationselemente »0« und »1« entsprechen. Im Falle der Übertragung des Laufes kann ein solches System wie ein Frequenzmodulationssystem erachtet werden, bei dem ein Frequenzschlupf gegenüber einer festen Trägerfrequenz /_p bestimmt wird durch die Gleichung

Bei einem solchen System ist die minimale Bandbreite abhängig vom Modulationsindex. Die Wahl dieses Modulationsindex beruht auf folgenden Betrachtungen: Beim Empfang ist es notwendig, die beiden Übertragungsfrequenzen mit möglichst großer Gewißheit zu diskriminieren. Der Wert der kleinsten Frequenz muß gleich oder größer gegenüber einer gewissen, von der Tastgeschwindigkeit abhängigen Grenze sein, damit das das dieser Frequenz entsprechende Informationselement darstellende Signal mindestens eine vollständige Periode der Trägerwelle umfaßt. Auf Grund der kurzen Dauer des übertragenden Signals ist es notwendig, daß dieses Signal nicht verstümmelt wird. Eine bedeutende Ursache der Verstümmelung ist auf den Übergangsbereich zurückzuführen, der auftreten kann, wenn der Stromkreis von einer Übertragungsfrequenz auf die andere übergeht. Bei gewissen Übertragungssystemen erfolgt der Übergang von einer Ubertragungsfrequenz zur anderen, wenn die Phase den Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer
Informationselemente durch Frequenzumtastung

Anmelder:

Compagnie Francaise Thomson-Houston, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. D. Lewinsky,

Patentanwalt,

München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:

Hans Cohn,

Les Grandes Terres ä Marly le Roy, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 24. November 1961 (879 982) - -

Wert 90 oder 270° annimmt, wobei die Amplitude der Welle dann ihr Maximum erreicht. Unter der Bedingung der Aufrechterhaltung konstanter Amplitude findet der Übergang von einer Übertragungsfrequenz auf die andere praktisch ohne Übergangs- bereich statt.

Die wesentliche Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht nun darin, das Auftreten solcher Übergangsbereiche bei derartigen Übertragungssystemen zu vermeiden. Auf Grund dessen ist es möglich, ein System zur Übertragung von Informationselementen mit hoher Modulationsgeschwindigkeit zu betreiben, wobei diese Übertragung, die ein Durchlaßbereich geringer Bandbreite benötigt, über Stromkreise erfolgen kann, die nur eine ganz begrenzte Durchlaßbandbreite besitzen. Ferner liegt es in der Zielsetzung der Erfindung, Sende- und Empfangsstromkreise vorzusehen, die gemäß den zuvor ausgeführten Prinzipien arbeiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt die hier vorgeschlagene Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Informationselemente durch Frequenzumtastung erfindungsgemäß einen die von einem Muttergenerator abgegebenen Zeichen beim Senden nacheinander übertragenden Frequenzumsetzer mit einem von der Art des zu übertragenden Informationselements abhängigen Vervielfachungs- oder Teilungsfaktor sowie Schaltungsglieder, die dafür vor-

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gesehen sind, daß der Sendefrequenzwechsel erfolgt, wenn die Phase gleich 0 oder 180° ist, wobei die zur Empfangsstelle gelangenden Zeichen gleichzeitig an zwei Frequenzmeßkreise gelegt werden, die auf einen bistabilen Stromkreis geschaltet sind, dessen Änderungen aufeinanderfolgender Zustände den an den Sendefrequenzumsetzer angelegten Modulationszeichen entsprechen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Frequenzumsetzer aus einem numerischen Teiler. Letzterer kann beispielsweise in Kaskade geschaltete bistabile Kippkreise besitzen.

Zur Erleichterung des Verständnisses der hier vorgeschlagenen Schaltungsanordnung wird nun ein aus zwei in Kaskade geschalteten Kippkreisen gebildetes System beschrieben, von denen der erstere, von einem Generator Rechtecksignale empfangende Kippkreis einerseits für einen gegebenen Wert (1 oder 0) des zu übertragenden binären Informationselements als einfacher Impulsverstärker und andererseits als gewöhnlicher Kippkreis (Teilung durch 2) arbeiten kann, wenn das binäre Informationselement den entgegengesetzten Wert (0 oder 1) aufweist, wobei dieser Betrieb sich in diesem Falle bis zur ersten Zustandsänderung des zweiten Kippkreises verlängert, der dann die Arbeitsweise des ersteren Kippkreises als Impulsverstärker bestimmt, und zwar bis zur nächsten Zustandsänderung dieses zweiten Kippkreises, für die der erste Kippkreis erneut als gewöhnlicher Kippkreis arbeitet usw., wobei eine solche Schaltung erlaubt, den zweiten Kippkreis mit Frequenzen vom Verhältnis 3 :2 gemäß der Art der zu übertragenden binären Information arbeiten zu lassen.

Bezeichnet man die Betriebsperiode des zweiten Kippkreises mit T und arbeitet der erstere Kippkreis für einen gegebenen Wert (1 oder 0) des zu übertragenden binären Informationselements als einfacher Impulsverstärker, so nimmt bei jeder Umkehr in die zweite Arbeitsweise als gewöhnlicher Kippkreis der zweite Kippkreis seinen ersten Zustand über eine Zeitdauer von T ein, sodann seinen

T
zweiten Zustand über eine Zeitspanne von γ, darauf

erneut seinen ersten Zustand über eine Zeitdauer von T usw. Die Arbeitsperiode dieses Kippkreises ist also

T _ 3T

Hierbei sind die Zeitspannen zweier aufeinanderfolgender Halbperioden unterschiedlich und gleich T

und -γ.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt der numerische Teiler in Kaskade an einem weiteren Kippkreis, der in dem vorliegenden Beispiel also der dritte Kippkreis in der Kette ist. Die Arbeitsweise dieses dritten Kippkreises ist derart, daß jede Periode sich aus zwei Halbperioden gleicher Dauer zusammensetzt. In dem zuvor beschriebenen Beispiel arbeitet der dritte Kippkreis mit Frequenzen vom Verhältnis 3:2 gemäß der Natur der zu übertragenden Information. Der dritte Kippkreis gestattet somit, Rechtecksignale zu erhalten, deren beide möglichen Wiederholungsfrequenzen untereinander das Verhältnis 3:2 aufweisen. Ein Tiefpaßfilter erlaubt daraufhin, diese Signale in Sinuszeichen umzuwandeln. Wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel erfolgt der Übertragungsfrequenzwechsel in dem Zeitpunkt, in welchem die Phase gleich 0 oder 180° ist.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorzugsweise die Frequenz der Rechtecksignale des sie liefernden Generators unter Berücksichtigung der Dauer der Modulationszeichen derart bestimmt, daß dasjenige unter ihnen, dem die tiefste

ίο Übertragungsfrequenz zugeordnet ist, mindestens eine vollständige Periode der betreffenden Welle umfaßt. Der Empfängerstromkreis erhält also Sinuswellen, deren Verhältnis der Frequenzen in dem hier gewählten Beispiel gleich 3 :2 ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die an den Empfänger gelangenden Sinuswellen nach Umwandlung in Rechtecksignale gleichzeitig an zwei Analysekanäle gelegt, die jeweils aus zwei abwechselnd von den die Rechtecksignale bildenden positiven und negativen Impulse ausgelösten Auslösezeitstromkreisen bestehen, die unter Beeinflussung durch die Wellenfronten aufeinanderfolgender Impulse nach gleichen Auslösezeiten für jeden Kanal mit der halben Wiederholungsperiode der Rechtecksignale hoher oder tiefer Frequenz Markierungszeichen abgeben, welche jeweils an zwei Koinzidenzkreise gelegt werden, die einem Ausgangskippkreis zugeordnet sind und gleichzeitig von einem dem Wellenrücken jedes Impulses eines an die Analysekanäle angelegten Rechtecksignals entsprechenden Impuls beaufschlagt werden, der somit seiner Dauer entsprechend die Auslösung des einen oder anderen Koinzidenzkreises hervorruft, der seinerseits gegebenenfalls die Zustandsänderung des Ausgangskippkreises steuert.

Die Auslösezeitstromkreise können vor allem mittels monostabiler Stromkreise hergestellt sein, die am Ende ihres Hubs einen Impuls liefern. Entsprechend dem betreffenden Kanal erscheinen diese Impulse in theoretischen Zeitpunkten, in denen ebenfalls die Wellenrücken der Impulse der Rechtecksignale auftreten müssen, welche die monostabilen Stromkreise ausgelöst haben. Auf Grund der Übertragungsbedingungen nämlich kann unter anderem auftreten, daß die Dauer jedes wesentlichen Impulses eines Rechtecksignals sich von dem theoretischen Wert geringfügig unterscheidet und es von Wichtigkeit ist, daß Schaltungen vorgesehen sind, die jedoch ihre Anzeige sicherstellen.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung sind daher zweckmäßig die jeden Analysekanal bildenden Auslösezeitstromkreise mit Hilfe eines ersten monostabilen Stromkreises hergestellt, dessen Hubzeit etwas kleiner als die Dauer jedes Impulses des betreffenden Rechtecksignals ist, das durch den Analysekanal angezeigt werden soll, dem der betreffende monostabile Kreis zugeordnet ist, der seinerseits einen den beiden Auslösezeitstromkreisen des betreffenden Kanals gemeinsamen zweiten monostabilen Stromkreis belegt, dessen Hubzeit derart gewählt ist, daß er in den Ruhezustand in einem Augenblick zurückkehrt, der gegenüber dem Zeitpunkt des Erscheinens der Rückenflanke des Impulses etwas später liegt, der die Auslösezeitstromkreise ausgelöst hat, wobei Schaltungsorgane vorgesehen sind, die während der Hubdauer des zweiten Kippkreises an den zugehörigen Koinzidenzkreis ein Markierungszeichen beträchtlicher Dauer geben.

Auf Grund dieser Schaltungen ergibt sich, daß das Zeitintervall, das zwischen dem Augenblick des Anlegens eines Impulses an die Analysekanäle und demjenigen eines Markierungszeichens, das von dem einen oder anderen der den Analysekanälen zugeordneten Koinzidenzstromkreisen geliefert wird, verstreicht, gleich der Dauer des betreffenden Impulses ist. Da die zu identifizierenden Impulse ungleiche Zeitdauer besitzen, so ergibt sich, daß die an den

dargestellt, von denen oben die rückläufigen Rechtecksignale dargestellt sind, die entweder von einem Sinuszeichen gebenden Empfänger oder von einem unstabilen Multivibrator erhalten werden, in der Mitte die Modulationszeichen M und schließlich unten das in Reihe übertragende Signals wiedergegeben sind. Die in der obersten Reihe von F i g. 1 dargestellten Rechtecksignale »Ο« werden durch das die Information enthaltende Zeichen »M« moduliert,

Ausgangskippkreis angelegten Steuersignale mit un- io das in der mittleren Reihe der F i g. 1 zu sehen ist. gleichen Verzögerungen geliefert werden. Es ist Die Frequenz des Signals »O« wird derart geteilt, wichtig, daß Schaltungen vorgesehen sind, die dafür um einen Zug Rechteckwellen zu erhalten, deren Sorge tragen, daß die von diesem Kippkreis abge- Frequenz sprunghaft sich ändert. Die beiden vergebenen Signale nicht verzerrt werden. wendeten, untereinander in einem einfachen Verhält-Für die Vervollkommnung dieser Schaltungs- 15 nis stehenden beiden Frequenzen »C_t« und »C₂« anordnung wird daher weiter vorgeschlagen, daß die sind für die Übertragung der Informationselemente von dem Koinzidenzkreis des bei der Identifizierung »1« bzw. »0« bestimmt. Es ist zu bemerken, daß der Rechtecksignale hoher Frequenz belegten dieser Frequenzwechsel in einem charakteristischen Analysekanals gelieferten Zeichen an den Ausgangs- Punkt des gewählten Übergangs in dem genauen kippkreis über einen Verzögerungsstromkreis gelei- 20 Augenblick erfolgt, in welchem die Phase den tet werden, dessen entsprechende Verzögerung gleich Wert 0 oder 180° erreicht, wobei die Amplitude der Differenz der beiden Dauer der den Rechteck- Null ist. Die somit erhaltene Signalfolge ergibt nach Signalen tiefer und hoher Frequenz entsprechenden Filterung ein sinusförmiges Signal »5«. Das Interimpulse ist. esse dieser Betriebsweise besteht in der Wahl der Weitere Einzelheiten und durch sie erzielte Vor- 25 Wechselpunkte und des Verhältnisses der Frequenz, teile gehen aus der nachstehenden Beschreibung der Der Übergang von einer Frequenz zur anderen erZeichnung hervor, die eine Schaltungsanordnung der folgt nämlich mit einem Minimum an Frequenz- und erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art in einer bei- Phasenverzerrung. Dieses Verfahren hat den Vorteil, spielsweise gewählten Ausführungsform veranschau- die Übertragung mit großer Geschwindigkeit mit einem licht und deren Arbeitsweise an Hand von Dia- 30 geringen Modulationsindex und demzufolge einer gegrammen erläutert. ringen Durchlaßbandbreite vornehmen zu können,

Fig. 1 stellt ein vereinfachtes Arbeitsdiagramm die auf etwa 1,2(Z₀-Z₁) bemessen werden kann,
des Sendeteils der Schaltungsanordnung dar; F i g. 2 veranschaulicht das Prinzipschaltbild des

F i g. 2 ist ein Übersichtsschaltbild des Sendeteils; Sendeteils. Er besteht aus einem unstabilen Kipp-F i g. 3 bringt in einem Blockschaltbild die einzel- 35 kreis B₀, der durch einen Sinuswellenoszillator und nen Schaltelemente des Sendeteils; einen nachgeschalteten Amplitudenbegrenzer ersetzt

F i g. 4 zeigt die Betriebskurven des Senders; sein kann, einem Teiler mit veränderlichem Teiler-

Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild den Emp- verhältnis und einem Endkippkreis B₃. Das Teilerfangsteil der Schaltungsanordnung; verhältnis ändert sich je nachdem, ob das Modula-Fig. 6 läßt schließlich in Diagrammen die Ar- 40 torsignalM »1« oder »0« ist. Die beiden Werte« beitskurven des Empfängers erkennen. und n' des Teilungsverhältnisses sind derart, daß die

Wie bereits zuvor erwähnt ist, erfolgt der Frequenzwechsel für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dann, wenn die Phase den WertO oder 180° erreicht, d. h., wenn die Amplitude der Stromwelle ihr Minimum durchläuft. Damit jedes Informationselement durch ein Signal dargestellt wird, das mindestens eine vollständige Halbperiode der betreffenden Trägerwelle umfaßt, muß das Verhältnis

zwischen der unteren Frequenz und der Modulations- 50 fungsglied AT und ein Ausgangsübertrager L. Im geschwindigkeit ein Vielfaches von 0,5 sein. Da unteren Teil sind vier Tore P₁, P₂, P₃ und P₄ dargeferner in Augenblicken des Frequenzwechsels die stellt. Sämtliche Schaltungselemente sind üblicher Änderungsrichtungen der Ströme mit der Frequenz Z₀ Art. Die Eingänge des Tores B₁ liegen an dem Aus- und Z₁ die gleichen sein müssen, ist es wichtig, daß gang des Kippkreises B₂ einerseits und an der Eindas Verhältnis der oberen Frequenzen und unteren 55 gangsklemme M andererseits, an die die Modula-Frequeozen ein ungleiches Vielfaches von 0,5, d.h. tionssignale angelegt werden. Dieses TOrP₁ steuert

das Tor P₂, das ein Umkehrtor ist. Die Eingänge des Tors P₃ liegen an dem Ausgang des Tors P₂ und an dem Ausgang des Kippkreises B₀. Dieses Tor P₃

Frequenzverzerrung und 60 steuert das Tor P₄, dessen zweiter Eingang an den einem Stromkreis, dessen Ausgang des unstabilen Kippkreises B₀ geschaltet

ist. Das Tor P₄ steuert den Kippkreis B₁.

F i g. 4 bringt ein Diagramm mit den Betriebskennlinien des Senders, welche die Betriebsweise der

der Mitte eines Frequenzbandes zwischen 1800 und 65 Schaltungsanordnung leichter verständlich machen. 2000 Hz liegt. Ein quarzstabilisierter Oszillator liefert ein Sinus-

Um die Erklärung der Betriebsweise des Sende- zeichen O mit der Frequenz F, das an den Eingang teils zu erleichtern, sind in Fig. 1 Wellenformen des Sendekreises auf einen AmplitudenbegrenzerB₀

Frequenzen des Kippkreises B₃ den zuvor definierten Bedingungen entsprechen. In dem gewählten Beispiel betragen diese Werte η und n' 3 bzw. 2.

F i g. 3 stellt den Sendeteil im einzelnen in einem Blockschaltbild dar. In der oberen Übertragungskette befinden sich ein Amplitudenbegrenzer oder unstabiler Kippkreis B₀, bistabile Kippkreise B₁, B₂ und B₃, ein Tiefpaßfilter PB, ein regelbares Dämp-

IV2, 2^J/2 usw. ist. Die Wahl der oberen Frequenz wird jedoch bestimmt durch die Grenzfrequenz des verwendeten Stromkreises und insbesondere durch seine Daten, nämlich
Phasenverzerrung. Bei
Grenzfrequenz etwa bei 3400 Hz liegt, steigt die Phasenverzerrung in dem Maße an, wie man sich von der Mittelfrequenz entfernt, die beispielsweise in

gelegt wird, der auch ein unstabiler Kippkreis sein kann. Dieses Signal wird durch Amplitudenbegrenzung in eine zinnenförmige Spannung O₁ umgewandelt. Ein Modulationssignal M, beispielsweise in der Folge »0«-»l«-»0«, wird an einen Eingang des TOrSP₁ gelegt. Für alle Betriebserklärungen erfolgt das Urteil in negativer Logik, wobei die logische »1« durch eine negative Spannung, die logische »0« durch eine Spannung Null definiert wird.

Im Falle der Aussendung eines Signals »0« ist das Tor P₁ (F i g. 3) gesperrt. Der Ausgang befindet sich im Zustand »0«. Der Ausgang des Tors P₂ befindet sich dann im Zustand »1«, und das Tor P₃ ist durchlässig. Dies alles erfolgt, als wenn der Ausgang O des Kippkreises B₀ unmittelbar an den. Eingang O des Kippkreises B₁ geschaltet wäre, der also ein einfacher Wiederholer des Kippkreises B₀ wird. Hieraus folgt, daß der bistabile Kippkreis B₂ Signale

liefert, deren Wiederholungsfrequenz F gleich -=- ist. Demzufolge ist die am Ausgang des Kippkreises B₃ auftretende Wiederholungsfrequenz gleich -τ-.Diese

zinnenförmigen Signale werden mittels des Tiefpaßfilters PB in Sinussignale umgewandelt. Diese erscheinen darauf an dem regelbaren Dämpfungsglied AT, sodann am Ausgangsübertrager L und schließlich auf der Übertragungsleitung. Die Übertragung des Informationselements »0« kennzeichnet sich also durch das Senden eines Sinuszeichens auf die Leitung, dessen Frequenz gleich dem Viertel derjenigen des vom Oszillator abgegebenen Signals »0« ist.

Nunmehr erfolgt die Beschreibung des Übertragungsvorganges eines Informationselements »1«. Am Ende der Aussendung des vorhergehenden Signals »0« wird der Kippkreis B₂ in den Zustand »1« rückgeführt, wie dies die Kurve B₂ der F i g. 4 aufweist. Das Tor P₁ ist derart beschaffen, daß es öffnet, wenn ein Modulationssignal »1« an das eine seiner Eingänge gelegt wird, wenn der Kippkreis B₂ sich im Zustand »1« befindet. Dieses Tor ist dann in allen weiteren Fällen gesperrt. Mit anderen Worten gesagt, findet sich während der Übertragung eines Moments »1« am Ausgang des Tores P₁ das vom Kippkreis B₂ abgegebene Signal ein. Das Tor P₂ liefert in diesem Fall das Komplementärsignal des Kippkreises B₂, das an das Tor P₃ angelegt wird (Diagramm P₂). Das Tor P₃ wird gesperrt, außer wenn der Kippkreis P₂ sich im Zustand »0« befindet. Die zuvor zwischen dem Ausgang O des Kippkreises B₀ und dem Eingang O des Kippkreises B₁ hergestellte Verbindung wird also mit Ausnahme der Zeitspanne unterbrochen, in der der Kippkreis B₂ sich im Zustand »0« befindet. Dies alles geht darauf zurück, daß der Kippkreis B₁ Signale liefert, deren Wiederholungsfrequenz gleich -γ ist, wenn sich der Kippkreis B₂ im Zustand »1« befindet. Während der Zeitspanne, in der der Kippkreis B₂ im Zustand »0« ist, arbeitet der Kippkreis B₁ als Impulsverstärker.

Aus vorstehender Beschreibung geht hervor, daß im Laufe der Aussendung eines Moments »1« die Frequenz der von dem Kippkreis B₁ abgegebenen Si-

gnale abwechselnd gleich ^-, dann F, sodann -^- und

schließlich F ist. Mit anderen Worten gesagt, bewirkt während dieser Zeitdauer der Kippkreis B₂ zwei Betriebsperioden anstatt drei Betriebsperioden im Falle der Aussendung eines Moments »0«. Auf Grund dessen ist die Frequenz der Schwingungen der auf die Leitung übertragenden Signale in dem Verhältnis 1:1,5 vermindert. Bei dem soeben beschriebenen Verfahren ist es also möglich, ausgehend von einer Schwingung mit fester gegebener Frequenz, Zeichen auf die Leitung zu übertragen, die zwei verschiedene Frequenzen besitzen, die der Art der zu übertragenden Informationselemente entsprechen und die untereinander in einem gewählten einfachen Verhältnis, in dem betrachteten Beispiel in dem Verhältnis von 1:1,5, stehen.
An Hand der F i g. 5 und 6 sei nunmehr die Betriebsweise des Empfängers beschrieben. Die von dem Sender gelieferten Signale S gelangen über die Übertragungsleitung an die Klemmen des Eingangstransformators TE der F i g, 5. Diese Signale sind sinusförmig und mit der Frequenz S moduliert, wobei Verstümmelungen der Signale vernachlässigt werden, denen sie im Laufe der Übertragung durch Dämpfung, Phasenverzerrung, Störgeräusche u. dgl. unterworfen werden. Nach der Umwandlung laufen die Signale durch ein Bandfilter FPB, das die unnötigen Frequenzen eliminiert und das Störspektrum vermindert. Sodann durchlaufen die Signale einen Verstärker A₁ mit selbständiger Verstärkungssteuerung, der den Eingangspegel vergleichmäßigt. Die Signale werden sodann in einem Amplitudenbegren- ZCtB₀' beschnitten und in dem Differentialglied D differenziert. Die beiden Wellenfronten der erhaltenen zinnenförmigen Signale treffen sodann auf einen bistabilen Kippkreis B₁', an dessen Ausgang unter idealen Bedingungen (KurvenB₁' in Fig. 6) diese

Signale identisch den Signalen am Ausgang des Kippkreises B₃ des Sendeteils sind (Kurve B₃ in Fig.4). Es genügt also nunmehr, die interessierenden Punkte dieser beschnittenen Signale auszumustern, um das ursprüngliche Modulationssignal wiederherzustellen.

Um die Art der Signale der durch den Sender übertragenen Telegraphiemodulation zu identifizieren, genügt es also, die Wiederholungsfrequenz der von dem Kippkreis B₁' abgegebenen Rechtecksignale

zu messen. Zu diesem Zweck werden diese Signale an zwei Analysekanäle angelegt, von denen jeder einen Auslösezeitstromkreis aufweist, wobei die Auslösezeiten dieser Stromkreise etwas kleiner als die minimale Dauer eines kurzen Impulses B₁' für den einen und etwas kleiner als die minimale Dauer eines langen Impulses B₁' für den anderen sind. Diese Stromkreise, die bei Auftreffen jedes Impulses in Betrieb gesetzt werden, senden jeweils bei Ablauf ihrer Auslösezeit ein Signal auf einen Koinzidenzstromkreis, auf den die von dem Kippkreis B₁ abgegebenen Signale unmittelbar gelangen. Auf Grund dieser Schaltung fällt der Wellenrücken jedes von dem Kippkreis B₁' gelieferten Signals zeitlich mit dem einen der beiden von dem Auslösestromkreis abgegebenen Signale zusammen, und demzufolge wird der eine der beiden soeben erwähnten Koinzidenzkreise durchlässig und gibt ein Signal ab, das die Lieferung eines kurzen oder langen Impulses durch den Kippkreis B₁' kennzeichnet. Die von den genannten Koinzidenzkreisen abgegebenen Signale werden an einen Ausgangskippkreis angelegt, dessen Zustand den Empfang von Signalen mit der Frequenz/₀ oder Z₁ charakterisiert.

Die Auslösezeitstromkreise bestehen für jeden Kanal aus zwei monostabilen Eingangskreisen B₂ und B₄', die für den ersten Kanal an dem Eingang eines monostabilen Ausgangskreises B₆' liegen, während die monostabilen Eingangskreise B₃' und B₅' des anderen Kanals an den monostabilen Ausgangskreis B₇' geschaltet sind. Die monostabilen Kreise B₄' und B_B ^f einerseits und B₂' und B₃' andererseits werden von den Fronten vor den von dem Kippkreis B₁' gelieferten Signalen beaufschlagt, während die monostabilen Kreise B₂ und B₃' die Wellenrücken der gleichen Signale erhalten. Die von den Multivibratoren B₂, B₄' einerseits und B₃', B₅' andererseits erhaltenen Auslösezeiten sind etwas kleiner als die Zeitdauer der kurzen bzw. langen Impulse, die von dem Kippkreis B₁' abgegeben werden. Die entsprechenden Kurven B₂ ... B₅ der F i g. 6 veranschaulichen diese Betriebsweise. Die monostabilen Kreise B₆' und B₇' weisen gleiche Hubzeiten auf, die gegenüber der Dauer der von dem Kippkreis B₁ gelieferten Impulse verhältnismäßig kurz sind. Im Laufe ihres Hubes legen diese monostabilen Kippkreise an die den Toren P₅ und P₆ zugeordneten Tore£T MarkierungszeichenB₆ und B₇ (Fig. 6). Diese Signale sind demnach auf die Rückenflanken oder Vorderfianken der Impulse B₁ eingemittet, welche die Auslösung der Multivibratoren Bl und B₂' einerseits sowie B₃' und B₅' andererseits gesteuert haben.

Bei jedem Zustandswechsel des Kippkreises B₁' werden also zwei monostabile Stromkreise ausgelöst, so daß an die Tore P₅ und P₆ Markierungszeichen B₆' und B₇' mit Verzögerungen angelegt werden, welche der Dauer eines kurzen bzw. langen Impulses B₁' entsprechen, wobei die Verzögerung von dem betreffenden Zustandswechsel aus berechnet wird. Diese kurzen oder langen Impulse werden ebenso unmittelbar an das Tor P₄ gelegt, das dem Verstärker A₂ zugeordnet ist, der einen kurzen Impuls A₂ bei jeder Zustandsänderung des Kippkreises B₁' abgibt. Demzufolge fällt jeder dieser kurzen Impulse zwangsweise zeitlich mit einem Impuls B₆' und B₇' zusammen, was die Tatsache kennzeichnet, daß der gerade von dem Kippkreis B₁' gelieferte Impuls ein kurzer, zwischen die Impulse A₂ und B₆' fallender Impuls oder ein langer, zwischen die Impulse A₂ und B₇' fallender Impuls ist. Demzufolge wird das eine oder andere der Tore P₅ und P₆ für einen kurzen Augenblick durchlässig und legt ein Steuersignal an den betreffenden Eingang des Ausgangskippkreises B₉', dessen aufeinanderfolgende Zu-Standsänderungen das Telegraphiemodulationssignal darstellen.

Wie bereits kurz erwähnt, sind die Hubzeiten der monostabilen Kippkreise B₂', Bl einerseits und B₃', B₅' andererseits etwas kleiner als die Zeitdauer der kurzen und langen Impulse, die von dem Kippkreis B₁' geliefert werden. Andererseits sind die Hubzeiten der Kippkreise B₆' und B₇' im Vergleich zu den Hubzeiten der vorgenannten Kippkreise kurz. Eine solche Schaltung erlaubt, an die Tore P₅ und P₆ Markierungszeichen B₆' und B₁' anzulegen, die gegenüber den theoretischen Augenblicken zentriert sind, in denen die Impulse A₂ auftreten müssen, die den Wellenrücken der Impulse entsprechen, wobei der Kippkreis B₁' die monostabilen Kippkreise B₂' und S₄' oder B₃' und B₅' ausgelöst hat. Eine solche Schaltung erlaubt bei genügender Dauer der Markierungszeichen B₆' und B₇', das Öffnen des Tores P₅ oder P₀ zu veranlassen für den Fall, bei dem die von dem Kippkreis B₁' abgegebenen Impulse eine etwas von der theoretischen Dauer abweichende Dauer aufweisen würden.

Aus den Diagrammen der F i g. 6 ist zu entnehmen, daß die Zeit, die für den Empfänger benötigt wird, um einen langen oder kurzen Impuls anzuzeigen, gleich der Dauer des betreffenden Impulses ist. Die Anzeigezeiten sind demzufolge wesentlich veränderlich, da sie von der Dauer der Impulse abhängig sind. Hieraus ergibt sich, daß besondere Schaltungen vorgesehen sein müssen, um zu vermeiden, daß systematische Verzerrungen in die Telegraphiesignale eingebracht werden, die am Ausgang des Kippkreises B₉' auftreten. Hierfür werden die Anzeigezeiten vergleichmäßigt, indem am Ausgang des Tors P₅ in dem Anzeigekanal der kurzen Signale ein zusätzlicher monostabiler Stromkreis B₈' eingesetzt wird, dessen Hubzeit gleich der Differenz zwischen den Zeitdauern der langen und kurzen Signale ist. An dem Ende seiner Hubzeit liefert dieser monostabile Stromkreis ein Signal Bl_a, das an den Kippkreis B₉' gelegt wird. Auf Grund dieser Schaltung ist das Zeitintervall, das zwischen dem Beginn eines kurzen Impulses B₁' und dem die Anzeige dieses Impulses kennzeichnenden Auftreten des Signals Bl_a verstreicht, gleich demjenigen, das zwischen dem Beginn eines langen Impulses JS₁' und dem Auftreten des betreffenden Signals P₆ liegt. Da diese Anzeigezeiten einander gleich sind, wird somit jegliche Verzerrung vermieden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Informationselemente durch Frequenzumtastung, gekennzeichnet durch einen die von einem Muttergenerator abgegebenen Zeichen beim Senden nacheinander übertragenden Frequenzumsetzer mit einem von der Art des zu übertragenden Informationselements abhängigen Vervielfachungs- oder Teilungsfaktor und durch Schaltungsglieder, die dafür vorgesehen sind, daß der Sendefrequenzwechsel erfolgt, wenn die Phase gleich 0 oder 180° ist, wobei die zur Empfangsstelle gelangenden Zeichen gleichzeitig an zwei Frequenzmeßkreise gelegt werden, die auf einen bistabilen Stromkreis geschaltet sind, dessen Änderungen aufeinanderfolgender Zustände den an den Sendefrequenzumsetzer angelegten Modulationszeichen entsprechen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumsetzer aus zwei in Kaskade geschalteten Kippkreisen besteht, von denen der erstere, von einem Generator Rechtecksignale empfangende Kippkreis einerseits für einen gegebenen Wert (1 oder 0) des zu übertragenden binären Informationselements als einfacher Impulsverstärker und andererseits als gewöhnlicher Kippkreis (Teilung durch 2) arbeiten kann, wenn das binäre Informationselement den entgegengesetzten Wert (0 oder 1) aufweist, wobei dieser Betrieb sich in diesem Falle bis zur ersten Zustandsänderung des zweiten Kippkreises verlängert, der dann die Arbeitsweise des ersteren Kippkreises als Impuls-

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verstärker bestimmt, und zwar bis zur nächsten Zustandsänderung dieses zweiten Kippkreises, für die der erste Kippkreis erneut als gewöhnlicher Kippkreis arbeitet usw., wobei eine solche Schaltung erlaubt, den zweiten Kippkreis mit Frequenzen vom Verhältnis 3 : 2 gemäß der Art der zu übertragenden binären Information arbeiten zu lassen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kippkreis des Frequenzwandlers auf einen dritten, seinen Zustand bei jeder Arbeitsperiode des zweiten Kippkreises ändernden Kippkreis in Kaskade geschaltet ist, wobei diese Schaltung gestattet, diesen dritten Kippkreis mit Frequenzen vom Verhältnis 3:2 gemäß der Natur der zu übertragenden Information arbeiten zu lassen, und die Arbeitsweise dieses Kippkreises derart verläuft, daß jede Periode sich aus zwei Halbperioden gleicher Dauer zusammensetzt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Recktecksignale des sie liefernden Generators unter Berücksichtigung der Dauer der Modulationszeichen derart bestimmt ist, daß dasjenige unter ihnen, dem die tiefste Übertragungsfrequenz zugeordnet ist, mindestens eine vollständige Periode der betreffenden Welle umfaßt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Empfänger gelangenden Sinuswellen nach Umwandlung in Rechtecksignale gleichzeitig an zwei Analysekanäle gelegt werden, die jeweils aus zwei abwechselnd von den die Rechtecksignale bildenden positiven und negativen Impulsen ausgelösten Auslösezeitstromkreisen bestehen, die unter Beeinflussung durch die Wellenfronten aufeinanderfolgender Impulse nach gleichen Auslösezeiten für jeden Kanal mit der halben Wiederholungsperiode der Recktecksignale hoher oder tiefer Frequenz Markierungszeichen abgeben, welche jeweils an zwei Koinzidenzkreise gelegt werden, die einem Ausgangskippkreis zugeordnet sind und gleichzeitig von einem dem Wellenrücken jedes Impulses eines an die Analysekanäle angelegten Rechtecksignals entsprechenden Impuls beaufschlagt werden, der somit seiner Dauer entsprechend die Auslösung des einen oder anderen Koinzidenzkreises hervorruft, der seinerseits gegebenenfalls die Zustandsänderung des Ausgangskippkreises steuert.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeden Analysekanal bildenden Auslösezeitstromkreise mit Hilfe eines ersten monostabilen Stromkreises hergestellt sind, dessen Hubzeit etwas kleiner als die Dauer jedes Impulses des betreffenden Rechtecksignals ist, das durch den Analysekanal angezeigt werden soll, dem der betreffende monostabile Kreis zugeordnet ist, der seinerseits einen den beiden Auslösezeitstromkreisen des betreffenden Kanals gemeinsamen zweiten monostabilen Stromkreis belegt, dessen Hubzeit derart gewählt ist, daß er in den Ruhezustand in einem Augenblick zurückkehrt, der gegenüber dem Zeitpunkt des Erscheinens der Rückenflanke des Impulses etwas später liegt, der die Auslösezeitstromkreise ausgelöst hat, wobei Schaltungsorgane vorgesehen sind, die während der Hubdauer des zweiten Kippkreises an den zugehörigen Koinzidenzkreis ein Markierungszeichen beträchtlicher Dauer geben.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Koinzidenzkreis des bei der Identifizierung der Rechtecksignale hoher Frequenz belegten Analysekanals gelieferten Zeichen an den Ausgangskippkreis über einen Verzögerungsstromkreis geleitet werden, dessen entsprechende Verzögerung gleich der Differenz der beiden Dauer der den Rechtecksignalen tiefer und hoher Frequenz entsprechenden Impulse ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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