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DE1276754B - Method and circuit arrangement for the phase keying of an oscillation of a fixed frequency for the transmission of messages - Google Patents

Method and circuit arrangement for the phase keying of an oscillation of a fixed frequency for the transmission of messages

Info

Publication number
DE1276754B
DE1276754B DE1964R0037951 DER0037951A DE1276754B DE 1276754 B DE1276754 B DE 1276754B DE 1964R0037951 DE1964R0037951 DE 1964R0037951 DE R0037951 A DER0037951 A DE R0037951A DE 1276754 B DE1276754 B DE 1276754B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
voltage
impedance
phase
rectifier bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1964R0037951
Other languages
German (de)
Inventor
Perry Hamlin Goodwin Jun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robertshaw Controls Co
Original Assignee
Robertshaw Controls Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robertshaw Controls Co filed Critical Robertshaw Controls Co
Publication of DE1276754B publication Critical patent/DE1276754B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/10Angle modulation by means of variable impedance
    • H03C3/24Angle modulation by means of variable impedance by means of a variable resistive element, e.g. tube
    • H03C3/245Angle modulation by means of variable impedance by means of a variable resistive element, e.g. tube by using semiconductor elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2035Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using a single or unspecified number of carriers
    • H04L27/2042Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using a single or unspecified number of carriers with more than two phase states
    • H04L27/2046Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using a single or unspecified number of carriers with more than two phase states in which the data are represented by carrier phase

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H03cH03c

Deutsche Kl.: 21 a4 -16/01German class: 21 a4 -16/01

Nummer: 1276 754Number: 1276 754

Aktenzeichen: P 12 76 754.3-35 (R 37951)File number: P 12 76 754.3-35 (R 37951)

Anmeldetag: 23. Mai 1964 Filing date: May 23, 1964

Auslegetag: 5. September 1968Open date: September 5, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Phasentastung einer Schwingung fester Frequenz für die Nachrichtenübertragung, bei denen eine Phasenschieberbrücke einen Brückenzweig mit festen Impedanzen und einen weiteren Brückenzweig mit mindestens einer veränderbaren Impedanz aufweist, die mit Hilfe des vorspannungsabhängigen Widerstandes von Dioden einer Gleichrichterbrückenschaltung verändert wird.The invention relates to a method and a circuit arrangement for phase shifting a Fixed frequency oscillation for message transmission in which a phase shifter bridge a bridge branch with fixed impedances and a further bridge branch with at least one has variable impedance, which with the help of the bias voltage-dependent resistance of diodes a rectifier bridge circuit is changed.

Für die Nachrichtenübertragung sind verschiedene Anordnungen zur Phasentastung bekannt, bei denen entweder eine Phasenvoreilung oder eine Phasennacheilung der Trägerschwingung benutzt wird. Die Schwingung wird hierzu im allgemeinen einem aus Wirkwiderständen und kapazitiven und bzw. oder induktiven Blindwiderständen aufgebauten Netzwerk zugeführt. Die Phasentastung der an diesem Netzwerk abgenommenen Schwingungen erreicht man entweder durch Widerstandsänderungen oder durch Umschaltung auf verschiedene Widerstandswerte. Das Widerstandsnetzwerk kann beispielsweise an die Sekundärwicklung eines Transformators mit Mittelanzapfung angeschlossen sein, und feste Phasenverschiebungen können durch entsprechende Schaltkreise abgeleitet werden.Various arrangements for phase keying are known for the transmission of messages, in which either a phase lead or a phase lag of the carrier oscillation is used. the For this purpose, vibration is generally one of active resistances and capacitive and / or inductive reactance resistances built-up network fed. The phase keying of the on this network Taken vibrations can be achieved either by changes in resistance or by Switching to different resistance values. The resistor network can for example be connected to the Secondary winding of a transformer must be connected with center tap, and fixed phase shifts can be derived by appropriate circuits.

Ferner ist es bereits bei Frequenzmodulationsschaltungen bekannt, zur Frequenzänderung eines Oszillators zusätzliche Blindwiderstände einem Schwingkreis kontaktlos zu- oder abzuschalten. Dies erfolgt mit Hilfe von Dioden auf Grund ihres vorspannungsabhängigen Widerstandes.Furthermore, it is already known in frequency modulation circuits to change the frequency of a Oscillator's additional reactances to a resonant circuit on or off contactlessly. this takes place with the help of diodes due to their bias voltage-dependent resistance.

Die Erfindung geht von einer bekannten Schaltung aus, bei der zwei in Reihe liegende, gleiche Widerstände an eine Spannungsquelle, beispielsweise an die Sekundärwicklung eines Transformators, angeschlossen sind. Den beiden Widerständen ist eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem veränderbaren Widerstand parallel geschaltet. Die Ausgangsspannung wird zwischen dem Verbindungspunkt der beiden gleichen Widerstände und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator und dem veränderbaren Widerstand abgenommen. Diese Anordnung liefert eine Ausgangsschwingung, die gegenüber der Eingangsschwingung um einen Phasenwinkel verschoben ist, dessen Tangens dem Quotienten aus dem kapazitiven Widerstand und dem veränderbaren ohmschen Widerstand proportional ist. Die Phasenverschiebung wird durch den veränderbaren Widerstand eingestellt. An Stelle des Kondensators kann auch eine Spule in Reihe mit dem veränderbaren Widerstand liegen. Während die erstgenannte Schaltung normalerweise eine Phasen-Verfahren und Schaltungsanordnung zur
Phasentastung einer Schwingung fester Frequenz für die Nachrichtenübertragung
The invention is based on a known circuit in which two identical resistors in series are connected to a voltage source, for example to the secondary winding of a transformer. A series circuit consisting of a capacitor and a variable resistor is connected in parallel to the two resistors. The output voltage is taken between the connection point of the two identical resistors and the connection point between the capacitor and the variable resistor. This arrangement provides an output oscillation which is shifted by a phase angle with respect to the input oscillation, the tangent of which is proportional to the quotient of the capacitive resistance and the variable ohmic resistance. The phase shift is set by the variable resistor. Instead of the capacitor, a coil can also be connected in series with the variable resistor. While the former circuit normally uses a phase method and circuit arrangement
Phase sampling of an oscillation of a fixed frequency for message transmission

Anmelder:Applicant:

Robertshaw Controls Company, Richmond, Va.Robertshaw Controls Company, Richmond, Va.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,

6000 Frankfurt, Parkstr. 136000 Frankfurt, Parkstr. 13th

Als Erfinder benannt:
Perry Hamlin Goodwin jun.,
Corona Del Mar, Calif. (V. St. A.)
Named as inventor:
Perry Hamlin Goodwin Jr.,
Corona Del Mar, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 27. Mai 1963 (283 379)V. St. ν. America May 27, 1963 (283 379)

voreilung bewirkt, erzeugt die zweitgenannte Schaltung eine Phasennacheilung, die je nach dem Wert des veränderbaren Widerstandes einstellbar ist.causes the second-mentioned circuit to produce a phase lag, which depends on the value of the variable resistance is adjustable.

Die Phasen- und Widerstandsverhältnisse dieser bekannten Schaltungen sind beispielsweise in dem Buch »Reference Data for Radio Engineers«, S. 120 bis 127, 1956, herausgegeben von der »International Telephone and Telegraph Corporation«, sowie in dem Buch »Applied Electronics« von M. I. T. Staff, »Technology Press«, S. 316 bis 319, angegeben.The phase and resistance relationships of these known circuits are for example in the Book "Reference Data for Radio Engineers", pp. 120 to 127, 1956, published by the "International Telephone and Telegraph Corporation ", as well as in the book" Applied Electronics "by M. I. T. Staff, Technology Press, pp. 316-319.

Um bei der Nachrichtenübertragung mittels Phasentastung die Kapazität der Übertragungskanäle voll auszunutzen, ist es notwendig, daß die Phasentastung bei konstanter Schwingungsamplitude und fester Frequenz sehr schnell und in diskreten Schritten erfolgt, so daß ein möglichst großer Phasenbereich überstrichen werden kann. So soll beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne eine Phasenverschiebung von 120° und während einer anderen Zeitspanne eine Phasenverschiebung von 140° vorgenommen werden, oder es sollen Phasenverschiebungswinkel erzeugt werden, die ein Vielfaches eines vorgegebenen Winkels darstellen, beispielsweise eine Phasenwinkelfolge von 72, 144, 216In order to increase the capacity of the transmission channels when transmitting messages by means of phase keying To fully exploit it, it is necessary that the phase keying at constant oscillation amplitude and fixed frequency takes place very quickly and in discrete steps, so that the largest possible phase range can be painted over. For example, a Phase shift of 120 ° and a phase shift of during another period of time 140 ° can be made, or phase shift angles are to be generated that are a multiple of a predetermined angle, for example a phase angle sequence of 72, 144, 216

809 599/179809 599/179

und 288°. Ferner ist es erforderlich, durch Tastung Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ereine Phasenumkehr zu bewirken, beispielsweise von laubt es ferner, eine rasche Phasentastung in dis-—72 nach +72°. Eine weitere Forderung besteht kreten Schritten vorzunehmen, wobei die Phasendarin, daß bei einer Phasenverschiebung von etwa verschiebung über einen weiten Phasenänderungs-180° der Richtungssinn der Verschiebung erhalten 5 bereich dem Wert der als Steuerspannung dienenden bleibt, also die Information, ob es sich um eine vor- Gleichspannung an der Gleichrichterbrücke proporeilende oder nacheilende Phasenverschiebung han- tional ist. delt. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele derand 288 °. Furthermore, it is necessary, by keying, the circuit arrangement according to the invention ereine To bring about a phase reversal, for example, it also allows a rapid phase keying in dis-72 after + 72 °. Another requirement is to take concrete steps, whereby the phases that with a phase shift of approximately shift over a wide phase change-180 ° the direction of the shift received 5 range from the value of the control voltage remains, so the information whether it is a pre-DC voltage on the rectifier bridge proporeilende or lagging phase shift is traditional. delt. In the drawing are exemplary embodiments of

Die bekannten Phasentastschaltungen, bei denen Erfindung dargestellt.The known phase sensing circuits in which the invention is shown.

die Phasenverschiebung durch Veränderung eines i° F i g. 1 zeigt eine übliche Schaltung zur Phasen-Widerstandes erzeugt wird, können den Anforderun- verschiebung mit einer Reihenanordnung aus Kongen hinsichtlich einer raschen und genauen Phasen- densator und Widerstand mit dem zugehörigenthe phase shift by changing an i ° F i g. 1 shows a conventional circuit for phase resistance can be created with a series of cones with regard to a quick and accurate phase capacitor and resistor with the associated

änderung in diskreten Schritten nicht genügen, da die Phasendiagramm;Changing in discrete steps is not sufficient, since the phase diagram;

Widerstandsänderung zu langsam erfolgt. Ferner ist F i g. 2 zeigt eine abgeänderte Schaltung mit einerResistance change is too slow. Furthermore, F i g. 2 shows a modified circuit with a

im allgemeinen das Ausmaß der Phasenverschiebung, 15 Reihenanordnung von Kondensator, Widerstand undgenerally the amount of phase shift, 15 series arrangement of capacitor, resistor and

die sich ohne Amplitudenänderung der Ausgangs- Induktivität mit dem zugehörigen Phasendiagramm; spannung erzielen läßt, zu gering. Erfolgt die Phasen- F i g. 3 zeigt eine typische Strom-Spannungs-Kenn-without any change in the amplitude of the output inductance with the associated phase diagram; voltage can be achieved, too low. If the phase F i g. 3 shows a typical current-voltage characteristic

umtastung durch Zu- oder Abschalten von Wider- linie einer Diode;keying by connecting or disconnecting a diode's resistance line;

ständen, dann entstehen beim Schaltvorgang einer- Fig.4 zeigt eine Schaltung zur Phasenverschie-then arise during the switching process of a- Fig. 4 shows a circuit for phase shifting

seits störende Schaltimpulse und andererseits geht 20 bung nach der Erfindung;on the one hand disruptive switching pulses and on the other hand 20 exercise according to the invention;

der Richtungssinn der Phasenverschiebung verloren, F i g. 5 zeigt eine Abänderung der Schaltung derthe sense of direction of the phase shift is lost, F i g. FIG. 5 shows a modification of the circuit of FIG

da das Umschalten nicht kontinuierlich erfolgt. F i g. 4;since switching does not take place continuously. F i g. 4;

Weiterhin ist es nicht möglich, die Phasentastung ent- F i g. 6 zeigt in einem Diagramm die Linearität derFurthermore, it is not possible to remove the phase keying. 6 shows in a diagram the linearity of the

sprechend den Werten einer Steuerspannung durch- Phasenverschiebung der Schaltung nach Fig. 4corresponding to the values of a control voltage by phase shifting the circuit according to FIG. 4

zuführen. Bei den bekannten Schaltungsanordnungen 25 oder 5 unter Verwendung einer Diodenbrücke mitrespectively. In the known circuit arrangements 25 or 5 using a diode bridge with

wird daher eine schnelle und genaue Phasentastung Kennlinien nach Fig. 3;a fast and accurate phase keying characteristic curves according to FIG. 3;

auf Kosten der Linearität und des Phasenbereichs F i g. 7 zeigt ein Tastsignal, das bei der Schaltung oder auf Kosten einer Verformung der Schwingung nach F i g. 4 und 5 verwendet wird, und die Ändeim Zeitpunkt der Phasentastung erreicht. rung der transformierten Impedanz für typische Tast-Diese Nachteile werden bei dem erfindungs- 30 spannungen, die Phasenverschiebungen bis zu 180° gemäßen Verfahren zur Phasentastung einer Schwin- ohne Mehrdeutigkeit bezüglich der Richtung der gung fester Frequenz, bei der die veränderbare Im- Phasenverschiebung hervorrufen, pedanz einer Phasenschieberbrücke mit Hilfe des Diese und andere Eigenschaften und Vorteile der vorspannungsabhängigen Widerstandes von Dioden Erfindung werden unter Verwendung einer Brückeneiner Gleichrichterbrückenschaltung verändert wird, 35 schaltung mit Halbleiterdioden erzielt, wobei eine dadurch beseitigt, daß der spannungsabhängige äußere Tastspannung dem Sekundärkreis eines Gleichrichterbrückenwiderstand induktiv in den Transformators zugeführt wird, dessen Primärkreis Phasenschieberbrückenzweig eingekoppelt wird, daß den veränderlichen Widerstand in der Schaltung nach eine auswählbare Vorspannung zur Veränderung F i g. 1 ersetzt. Eine solche Diodenbrückenschaltung der veränderbaren Impedanz an die Gleichrichter- 40 ist wie ein Vollweggleichrichter aufgebaut, dem eine brücke gelegt wird und daß die Änderungsgeschwin- Wechselspannung an zwei Diagonalpunkten zugedigkeit der Impedanz durch eine Verzögerung des führt und eine Gleichspannung an den entgegenAnstiegs und des Abfalls der induktiven Kopplung gesetzten Diagonalpunkten entnommen wird. Desgesteuert wird. halb wird eine Gleichspannung geeigneter Polarität Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung die- 45 diesen Klemmen zugeführt, um die Dioden leitend ses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu machen. Wenn eine Taste betätigt wird, um eine veränderbare Impedanz die Primärwicklung eines kleine äußere Spannung an die Brücke zu legen, dann Transformators enthält, dessen Sekundärwicklung an sind die beiden an den Erregerklemmen liegenden die Wechselstromklemmen der Gleichrichterbrücken- Zweige leitend und haben einen niedrigen Widerschaltung angeschlossen ist, und daß an die Gleich- 50 stand. Wenn die volle Leitfähigkeit durch Anlegen spannungsklemmen der Gleichrichterbrückenschal- einer genügend hohen Gleichspannung entsprechend tang die getastete Gleichspannung gelegt ist, die Fig. 3 erzielt wird, ist die Sekundärwicklung des sprungartig mehrere vorgegebene Spannungswerte Transformators praktisch kurzgeschlossen, so daß annehmen kann. der effektive Widerstand der Primärwicklung auf Die Einkopplung des Gleichrichterbrückenwider- 55 einen Wert vermindert wird, der sich im Vergleich Standes erfolgt dabei mit Hilfe eines Transformators, mit dem Widerstand des Kondensators C dem Wert der nicht nur den Widerstand in seinem Sekundär- Null nähert. Für den Phasenwinkel gilt dabei die kreis in den Phasenschieberbrückenzweig transfor- Beziehung miert, sondern auch in Abhängigkeit von der Tast- %c spannung eine mehr oder weniger große Induktivität 60 Φ = arc tan ——. in seinem Primärkreis bereitstellt, um beispielsweise x eine zur Phasenverschiebung dienende Kondensatorreaktanz zu neutralisieren und damit auch eine Um- Die Gleichrichterbrückenschaltung nach Fig. 4 kehr des Phasenwinkels zu ermöglichen. Ferner fällt oder 5 hat beim Fehlen der Vorspannung einen sehr der Transformatorinduktivität die Aufgabe zu, die 65 hohen Widerstand, so daß kein Strom in der Sekun-Impedanzänderung zu verzögern, so daß ein Phasen- därwicklung des Transformators fließt und der detektor den Richtungssinn einer Phasenänderung Widerstand der Primärwicklung ebenfalls möglichst angeben kann. hoch wird. Die Schaltung nach Fig. 5 arbeitet imat the expense of linearity and phase range F i g. 7 shows a key signal which is generated during switching or at the expense of a deformation of the oscillation according to FIG. 4 and 5 is used and the change is achieved at the time of phase keying. tion of the transformed impedance for typical keying These disadvantages are in the invention voltages, the phase shifts up to 180 ° according to the method for phase keying of an oscillation without ambiguity with regard to the direction of the supply of fixed frequency, at which the changeable Im- cause phase shift, Pedance of a phase shifter bridge with the help of the This and other properties and advantages of the bias voltage-dependent resistor of diodes invention are changed using a bridge of a rectifier bridge circuit, 35 circuit with semiconductor diodes is achieved, one being eliminated by the fact that the voltage-dependent external sensing voltage inductively into the secondary circuit of a rectifier bridge resistor Transformer is fed, the primary circuit phase shifter bridge arm is coupled in that the variable resistance in the circuit according to a selectable bias voltage to change F i g. 1 replaced. Such a diode bridge circuit of the variable impedance to the rectifier 40 is constructed like a full-wave rectifier to which a bridge is placed and that the rate of change alternating voltage at two diagonal points leads to a delay of the impedance and a direct voltage to the opposite rise and fall of the inductive Coupling set diagonal points is taken. Is controlled. half a DC voltage of suitable polarity is supplied. A circuit arrangement for carrying out these terminals, in order to make the diodes conductive. This method is characterized in that the. If a key is pressed in order to apply a variable impedance to the primary winding of a small external voltage to the bridge, then it contains a transformer whose secondary winding is connected to the two alternating current terminals of the rectifier bridge branches which are connected to the excitation terminals and have a low re-connection , and that there was close to 50. When the full conductivity is applied by applying voltage terminals of the rectifier bridge circuit to a sufficiently high direct voltage corresponding to the sampled direct voltage, which is achieved in FIG. The effective resistance of the primary winding is reduced to a value which, in comparison, takes place with the aid of a transformer, with the resistance of the capacitor C the value that not only approaches the resistance in its secondary zero. While the circular, a more or less large inductance 60 Φ = arc tan applies to the phase angle in the phase shifter bridge arm transformative relationship mized but also a function of the tactile% c voltage -. provides in its primary circuit, for example, x is a serving for phase-shifting capacitor reactance to neutralize and thus an environmental The rectifier bridge circuit of FIG. 4 returning the phase angle to allow. Furthermore, if there is no bias voltage, one of the tasks of the transformer inductance falls or 5 has the task of delaying the high resistance so that no current is delayed in the second impedance change, so that a phase winding of the transformer flows and the detector determines the direction of a phase change Resistance of the primary winding can also indicate if possible. gets high. The circuit of Fig. 5 operates in

allgemeinen in der gleichen Weise. Beim Drücken der Taste wird eine Phasenverschiebung in der einen Richtung erzeugt. Beim Freigeben der Taste wird die Phasenverschiebung rückgängig gemacht. Das Ausmaß der Phasenverschiebung hängt von der Spannung ab, die beim Tasten der Brückendiagonale zugeführt wird. Die Schaltung nach F i g. 5 erzeugt eine Phasenverschiebung, die einer anderen Formel gehorcht als bei der Schaltung nach F i g. 4, jedoch dem gleichen allgemeinen Schema entspricht, so daß das Verhalten der Schaltung in Abhängigkeit von der Tastspannung an der Brücke in den beiden Fällen ziemlich ähnlich ist, wobei die letztere für einige Zwecke bevorzugt wird.general in the same way. When the button is pressed, a phase shift occurs in one Direction generated. When the button is released, the phase shift is reversed. The extent the phase shift depends on the voltage that is applied when the bridge diagonal is touched will. The circuit according to FIG. 5 produces a phase shift that obeys a different formula than with the circuit according to FIG. 4, but follows the same general scheme, so that the Behavior of the circuit as a function of the touch voltage on the bridge in both cases is quite similar, with the latter being preferred for some purposes.

Die Wirkungsweise der Schaltung wird an Hand von F i g. 1 erläutert. Eine sinusförmige Eingangswechselspannung Ef wird an der Stelle 10 mit einer Phasenlage E Φο einer Phasenschieberbrückenschaltung aus zwei parallelgeschalteten Reihenzweigen zugeführt. Der eine Reihenzweig besteht aus einem Kondensator C und einem Widerstand Rx und der andere aus zwei Widerständen A1 und R2. Die in ihrer Phase veränderbare Ausgangsspannung wird an der Phasenschieberbrückendiagonale abgenommen, also am Verbindungspunkt zwischen Rx und C sowie am Verbindungspunkt zwischen R1 und R2. Die Phasenverschiebung der Ausgangsspannung E0 wird mit ΕΦί bezeichnet. Der Widerstand Rx ist veränderlich, so daß auf diesem Weg Phasenverschiebungen begrenzten Ausmaßes erzeugt werden können. Die Fig. Ib zeigt das zugehörige Phasendiagramm. In dem Diagramm wird E1 durch einen Vektor dargestellt, der vom Punkt A über B nach dem Punkt C gerichtet ist, während die Ausgangsspannung, die zwischen dem Mittelpunkt der Widerstandsanordnung R1, R2 und dem Mittelpunkt des Reihenzweiges C, Rx abgenommen wird, durch den Vektor vom Punktß zum Punkt P dargestellt ist. Da AC die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks ist, liegt P auf einem Halbkreis oberhalb des Vektors A C, wenn Rx geändert wird. In ähnlicher Weise kann man Rx konstant halten und C verändern, um einen Ort für die Punkte P zu erhalten, die ebenfalls auf einem Halbkreis liegen, da der Vektor I2Rx immer rechtwinklig zum Vektor C liegt, der vom Punkt P ausgeht. Der Winkel Φ ist daher der Außenwinkel des Dreiecks ABP und ist doppelt so groß wie der Winkel PAB. Wenn die Reaktanz des Kondensators C die Größe Xc hat und der veränderbare Widerstand den Wert Rx aufweist, dann ist der WinkelThe mode of operation of the circuit is illustrated in FIG. 1 explained. A sinusoidal AC input voltage Ef is fed at point 10 with a phase position E Φ ο to a phase shifter bridge circuit made up of two series branches connected in parallel. One branch in series consists of a capacitor C and a resistor R x and the other consists of two resistors A 1 and R 2 . The output voltage, which can be changed in its phase, is taken from the phase shifter bridge diagonal, i.e. at the connection point between R x and C and at the connection point between R 1 and R 2 . The phase shift of the output voltage E 0 is denoted by ΕΦ ί . The resistance R x is variable, so that phase shifts of limited magnitude can be generated in this way. Fig. Ib shows the associated phase diagram. In the diagram, E 1 is represented by a vector which is directed from point A via B to point C , while the output voltage is taken off between the center point of the resistor arrangement R 1 , R 2 and the center point of the series branch C, R x , is represented by the vector from point β to point P. Since AC is the hypotenuse of a right triangle, P lies on a semicircle above the vector AC when R x is changed. In a similar way, one can keep R x constant and change C in order to obtain a location for the points P, which also lie on a semicircle, since the vector I 2 R x is always at right angles to the vector C , which starts from the point P. The angle Φ is therefore the outer angle of the triangle ABP and is twice as large as the angle PAB. If the reactance of the capacitor C is X c and the variable resistor is R x , then the angle is

Φ — 2 arc tan ——.
Rx
Φ - 2 arc tan ——.
Rx

Theoretisch wird hierdurch eine Phasenverschiebung des Vektors E0 zwischen 0 und 180° ermöglicht, in der Praxis sind aber diese Werte nicht erreichbar.In theory, this enables a phase shift of the vector E 0 between 0 and 180 °, but in practice these values cannot be achieved.

Theoretisch ist es ferner möglich, eine Ausgangsspannung zu erzielen, deren Amplitude sich bei der Phasenänderung nicht ändert. Dies ergibt sich aus dem Vektordiagramm der Fig. Ib, da der Vektor BP (oder E0) immer gleich dem halben Wert des Vektors A C ist. Es werden die praktischen Grenzen des Ausmaßes der Phasenverschiebung, die ohne Verzerrung der Schwingung und ohne Einbuße der Beziehung zwischen E1 und E0 erhalten werden können, ausgedehnt, so daß im Bedarfsfall eine Phasenverschiebung von praktisch 180° bei Tastung der Brückenschaltung erzielt werden kann. Der Punkt P' stellt einen weiteren willkürlich gewählten Vektor E0 dar, dessen Phasenwinkel Φ' beträgt, wobei der Strom im Kondensator C gleich I2 ist.Theoretically, it is also possible to achieve an output voltage whose amplitude does not change with the phase change. This results from the vector diagram of FIG. Ib, since the vector BP (or E 0 ) is always equal to half the value of the vector AC . It extends the practical limits of the amount of phase shift that can be obtained without distorting the oscillation and without sacrificing the relationship between E 1 and E 0 , so that, if necessary, a phase shift of practically 180 ° can be achieved when the bridge circuit is keyed. The point P 'represents a further arbitrarily selected vector E 0 , the phase angle of which is Φ' , the current in the capacitor C being equal to I 2 .

Die Schaltung der F i g. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 dadurch, daß eine InduktivitätXL in Reihe mit dem Kondensator C und einem Widerstand R angeordnet ist, so daß sich eine Impedanz Z1 ergibt, die in Reihe mit dem Kondensator C liegt. Das Phasendiagramm der Fig. 2b sieht ähnlich aus wie das der Fig. Ib mit der Abweichung, daß die Induktivität X1 die theoretische Arbeitsweise etwas ändert, ohne jedoch das Endergebnis praktisch zu ändern. Die Phasenwinkel Φ' und Φ" entsprechen den nacheilenden Strömen I2 und I2". In F i g. 4 und 5 ist die Induktivität XL der F i g. 2 durch die Primärwicklung Tp des Transformators T1 ersetzt. Der Reihenwiderstand R kann als Widerstandskörper entfallen, er ist jedoch dargestellt, da er nicht vollständig eliminiert werden kann.The circuit of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that an inductance X L is arranged in series with the capacitor C and a resistor R , so that an impedance Z 1 which is in series with the capacitor C results. The phase diagram of FIG. 2b looks similar to that of FIG. Ib with the difference that the inductance X 1 changes the theoretical mode of operation somewhat, but without practically changing the end result. The phase angles Φ ' and Φ " correspond to the lagging currents I 2 and I 2 ". In Fig. 4 and 5 is the inductance X L of FIG. 2 replaced by the primary winding T p of the transformer T 1 . The series resistor R can be omitted as a resistor body, but it is shown because it cannot be completely eliminated.

Außerdem wird eine charakteristische Eigenschaft einer Halbleiterdiode, vorzugsweise einer Siliciumdiode ausgenutzt, deren Strom-Spannungs-Kennlinie 9 in F i g. 3 dargestellt ist. Diese Kennlinie kann in der Phasenschieberschaltung dazu benutzt werden, eine Phasenverschiebung zu erzeugen, deren Größe sich linear mit der Vorspannung an der Diodenschaltung ändert. In F i g 4 ist eine praktische Anwendung in Verbindung mit einer Phasentastschaltung für Nachrichtenzwecke angegeben. Die Schwingung hat normalerweise die Form einer Sinuswelle und wird in einem stabilen Schwingungserzeuger mit der Ausgangsphase Φ gleich Null erzeugt. Bei dem vorliegenden System handelt es sich mehr um die Phasenänderung gegenüber einer Bezugsschwingung als um die Phasenänderung gegenüber einem bestimmten Zeitwert.In addition, a characteristic property of a semiconductor diode, preferably a silicon diode, is used, the current-voltage characteristic curve 9 of which is shown in FIG. 3 is shown. This characteristic curve can be used in the phase shifter circuit to generate a phase shift, the size of which changes linearly with the bias voltage on the diode circuit. In Fig. 4 a practical application in connection with a phase keying circuit for message purposes is given. The oscillation usually has the form of a sine wave and is generated in a stable oscillation generator with the output phase Φ equal to zero. In the present system, it is more a question of the phase change with respect to a reference oscillation than the phase change with respect to a specific time value.

Die Spannung E Φο tritt also als Schwingung am Generator 10 auf und wird den Klemmen 11 und 12 zugeführt, die mit den Klemmen 13 und 14 der Phasenschieberschaltung verbunden sind. Die Widerstände R1 und R2 liegen in Reihe zwischen diesen Klemmen, wobei der Verbindungspunkt als eine Ausgangsklemme für die phasenverschobene Schwingung ΕΦ1 dient. Die zweite Ausgangsklemme ist mit dem Punkt 16 verbunden, der zwischen dem Kondensator C und der Primärwicklung Tp des Transformators T1 liegt. Aus theoretischen Gründen ist der Widerstand R dargestellt, der am Punkt 17 mit der Primärwicklung des Transformators auf der Seite verbunden ist, die dem Punkt 16 gegenüberliegt, während seine andere Seite mit dem Punkt 14 verbunden ist.The voltage E Φ ο thus occurs as an oscillation on the generator 10 and is fed to the terminals 11 and 12, which are connected to the terminals 13 and 14 of the phase shifter circuit. The resistors R 1 and R 2 are in series between these terminals, the connection point serving as an output terminal for the phase-shifted oscillation ΕΦ 1. The second output terminal is connected to point 16, which lies between the capacitor C and the primary winding T p of the transformer T 1 . For theoretical reasons, the resistor R is shown connected at point 17 to the primary winding of the transformer on the side opposite to point 16, while its other side is connected to point 14.

Die Sekundärwicklung Ts des Transformators T1 ist an der Stelle 18 mit einem Widerstand Rs verbunden, der an der Stelle 19 an einen Vollweggleichrichter angeschlossen ist, dessen Dioden die Kennlinien nach F i g. 3 aufweisen. Die gegenüberliegende Klemme 21 der Brückenschaltung ist an die andere Seite der Sekundärwicklung Ts angeschlossen. Die Dioden 22, 23, 24 und 25 sind in der dargestellten Weise verbunden, so daß jeder Zweig zwischen der Klemme 19 und der Klemme 21 zwei entgegengesetzt gerichtete Dioden 22 und 24 bzw. 23 und 25 mit den Verbindungspunkten 26,27 aufweist. Eine gleichgerichtete Ausgangsspannung würde an der Klemme 26 positiv sein, wenn die Brückenschaltung mit einem Wechselstrom gespeist würde.The secondary winding T s of the transformer T 1 is connected at point 18 to a resistor R s which is connected to a full-wave rectifier at point 19, the diodes of which have the characteristics according to FIG. 3 have. The opposite terminal 21 of the bridge circuit is connected to the other side of the secondary winding T s . The diodes 22, 23, 24 and 25 are connected as shown, so that each branch between the terminal 19 and the terminal 21 has two oppositely directed diodes 22 and 24 or 23 and 25 with the connection points 26,27. A rectified output voltage would be positive at terminal 26 if the bridge circuit were supplied with an alternating current.

Eine derart aufgebaute und geschaltete Brückenschaltung an der Sekundärwicklung Ts ist nichtleitend, und zwar unabhängig vom Spannungswert an den Klemmen 19 und 21, solange dieser unterhalb der Durchschlagspannung der Dioden liegt, wenn die Klemme 26 positiv gegenüber der Klemme 27 ist. Aus der Kurve 9 der F i g. 3 ergibt sich, daß eine kleine Spannung an der Diode diese leitend macht, wenn sie in der Vorwärtsrichtung angelegt wird. Eine Tastschaltung liefert eine kleine Spannung, welche die Dioden der Brückenschaltung leitend macht. Da der Spannungsabfall an der Diode bei Vorspannung in Vorwärtsrichtung klein ist, macht schon eine kleine positive Spannung zwischen den Klemmen 27 und 26 die Dioden 22 bis 25 leitend. Im leitenden Zustand haben die beiden Zweige gegenüber den Klemmen 19 und 21 einen niedrigen Widerstand, während, falls keine äußere positive Spannung an den Klemmen 26 und 27 liegt, der Widerstand zwischen den Klemmen 19 und 21 so groß ist, daß er für die Zwecke der Erfindung als unendlich groß betrachtet werden kann.A bridge circuit constructed and connected in this way on the secondary winding T s is non-conductive, regardless of the voltage value at the terminals 19 and 21, as long as this is below the breakdown voltage of the diodes when the terminal 26 is positive with respect to the terminal 27. From curve 9 of FIG. 3 it can be seen that a small voltage across the diode makes it conductive when applied in the forward direction. A pushbutton circuit supplies a small voltage which makes the diodes of the bridge circuit conductive. Since the voltage drop across the diode is small when biased in the forward direction, even a small positive voltage between the terminals 27 and 26 makes the diodes 22 to 25 conductive. In the conductive state, the two branches opposite the terminals 19 and 21 have a low resistance, while, if there is no external positive voltage at the terminals 26 and 27, the resistance between the terminals 19 and 21 is so great that it is for the purposes of Invention can be viewed as infinitely large.

Der F i g. 3 kann man entnehmen, daß sich der Widerstand einer Siliciumdiode über einen großen Spannungsbereich praktisch linear ändert. Dies läßt sich durch eine gerade Linie veranschaulichen, welche den Widerstand in Abhängigkeit von der Spannung darstellt, da die Beziehung zwischen/ und E annähernd quadratisch oder parabolisch verläuft. Das Ergebnis der Beziehung ist in F i g. 6 gezeigt. Die Diodenbrücke liegt an der Sekundärwicklung des Transformators T1. Durch Änderung der Vorspannung EK wird ein Ausgangsphasenwinkel Φ1 erzeugt, der sich praktisch linear mit der angelegten Spannung ändert, und zwar praktisch linear in einem Bereich von 0,1 bis 0,6 V. Die Kurve enthält einen Abschitt 42, der linear ist, einen Abschnitt 43, der eine obere Grenze im Sättigungsbereich der Dioden aufweist, und einen Abschnitt 41, der einen unteren nichtlinearen Knick enthält. Eine an die Brücke angelegte Tastspannung kann daher in Beziehung mit dem Phasenwinkel Φχ gebracht werden, wobei sich eine Kurvenschar für verschiedene Parameter der Phasenschaltung ergibt.The F i g. 3 it can be seen that the resistance of a silicon diode changes practically linearly over a large voltage range. This can be illustrated by a straight line which represents the resistance as a function of the voltage, since the relationship between / and E is approximately quadratic or parabolic. The result of the relationship is shown in FIG. 6 shown. The diode bridge is connected to the secondary winding of the transformer T 1 . By changing the bias voltage E K , an output phase angle Φ 1 is generated which changes practically linearly with the applied voltage, namely practically linearly in a range from 0.1 to 0.6 V. The curve contains a section 42 which is linear , a section 43 which has an upper limit in the saturation range of the diodes, and a section 41 which contains a lower non-linear kink. A scanning voltage applied to the bridge can therefore be related to the phase angle Φ χ , resulting in a family of curves for various parameters of the phase circuit.

Verschieden große Kondensatoren ergeben dabei verschieden große Phasenverschiebungen. Dabei ist ein Kondensator C1 angegeben, bei dem eine Tastspannung von 0,6 V eine Phasenverschiebung von 120° ergibt, während bei einem zweiten Kondensator C2 von größerem Wert die Phasenverschiebung 144° beträgt. Phasenverschiebungen kleineren Ausmaßes, die genau linear mit der angelegten Spannung verlaufen, können bis zu Werten von 30° erzeugt werden. Bei Nachrichtensystemen werden Phasenverschiebungen von weniger als 60° aus praktischen Gründen meist nicht in Frage kommen, während Phasenverschiebungen bis zu 180° wünschenswert sein können. Durch Abänderung der Schaltung kann man eine Phasenverschiebung von etwa 180° erhalten, die bis zu 160° oder mehr linear verläuft. _Different sized capacitors result in phase shifts of different sizes. A capacitor C 1 is specified in which a key voltage of 0.6 V results in a phase shift of 120 °, while in the case of a second capacitor C 2 of greater value the phase shift is 144 °. Phase shifts of smaller magnitude, which are exactly linear with the applied voltage, can be generated up to values of 30 °. In communication systems, phase shifts of less than 60 ° are usually out of the question for practical reasons, while phase shifts of up to 180 ° can be desirable. By modifying the circuit, a phase shift of about 180 ° can be obtained, which is linear up to 160 ° or more. _

Um eine geeignete Tastspannung zur Vorspannung der Dioden zu erzeugen, sind zwei Anschlußklemmen 28 und 29 vorgesehen, die mit den Anschlußpunkten 26 und 27 der Brückenschaltung verbunden sind. Eine Taste 31 verbindet einen Widerstand 32 und eine Batterie 33, wenn die Taste geschlossen wird. Der Widerstand 32 kann Anzapf ungen 34, 35, 36 und in regelmäßigen Abständen aufweisen, die durch einen Abgriff 39 eingeschaltet werden können, so daß den Klemmen 28 und 29 verschiedene Spannungswerte zuführbar sind. Die Spannung der Batterie 33 hat eine solche Größe, daß bei geschlossener Taste zwischen den Klemmen 19 und 21 der Widerstand Null auftritt, während bei offener Taste der Widerstand sehr hoch ist. Wenn eine kleinere Phasenänderung erwünscht ist, kann der Abgriff 39 mit einem der Punkte 35, 36 oder 37 verbunden werden. Die verschiedenen Abgriflspunkte können so gewählt sein, daß sich Phasenverschiebungen ergeben, die auf dem Kurvenstück 42 der F i g. 6 liegen und ganzzahlige Vielfache voneinander sind. Dies hat besondere Bedeutung bei Nachrichtenübertragungssystemen, bei denen Phasenverschiebungen verschiedener Größe erforderlich sind. So kann z.B. die Tastspannung am Punkt 35 eine Phasenverschiebung von 120° und die Spannung am Punkt 36 eine Phasenverschiebung von 60° hervorrufen. Es kann auch wahlweise eine andere Spannung oder ein anderer Kondensator in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators verwendet werden, so daß sich eine Phasenverschiebung von 144° ergibt, wenn ein anderer Abgriff zur Erzeugung der Tastspannung benutzt wird. Die Schaltung ist auch anwendbar, wenn negative Phasenverschiebungen gefordert werden. Dazu wird Xc durch XL ersetzt. Die Phasenverschiebung beträgt entweder + oder —180°, wenn kein Widerstand in Reihe mit der Kapazität der F i g. 2 geschaltet ist. Die Auswahl zwischen positiven und negativen Werten der Phasenverschiebung ist im allgemeinen willkürlich und kann durch Veränderung der Parameter der Phasenschaltung bestimmt werden.In order to generate a suitable key voltage for biasing the diodes, two connection terminals 28 and 29 are provided which are connected to the connection points 26 and 27 of the bridge circuit. A button 31 connects a resistor 32 and a battery 33 when the button is closed. The resistor 32 can have taps 34, 35, 36 and at regular intervals, which can be switched on by a tap 39, so that the terminals 28 and 29 can be supplied with different voltage values. The voltage of the battery 33 is such that when the key is closed, the resistance between terminals 19 and 21 is zero, while when the key is open, the resistance is very high. If a smaller phase change is desired, the tap 39 can be connected to one of the points 35, 36 or 37. The various tapping points can be selected so that phase shifts result which appear on the curve piece 42 in FIG. 6 and are integer multiples of each other. This is of particular importance in communication systems in which phase shifts of various sizes are required. For example, the touch voltage at point 35 can cause a phase shift of 120 ° and the voltage at point 36 can cause a phase shift of 60 °. It is also possible to use a different voltage or a different capacitor in series with the primary winding of the transformer, so that a phase shift of 144 ° results when a different tap is used to generate the probe voltage. The circuit can also be used when negative phase shifts are required. To do this, X c is replaced by X L. The phase shift is either + or −180 ° if there is no resistor in series with the capacitance of FIG. 2 is switched. The choice between positive and negative values of the phase shift is generally arbitrary and can be determined by changing the parameters of the phase circuit.

In F i g. 5 bildet der Widerstand A5 den einen Zweig der Brückenschaltung, und ein Kondensator C liegt parallel zur Primärwicklung des Transformators T1, wodurch die Beziehung zwischen der Tastspannung und der resultierenden Phasenverschiebung etwas geändert wird. In einer solchen Schaltung verhalten sich die Kapazität und die Induktivität sowie der Widerstand R5 in bekannter Weise und ähnlich wie bei der Anordnung nach F i g. 1, bei der der Kondensator C in Reihe mit dem Widerstand Rx liegt. In diesem Fall wird XL durch den von der Sekundärwicklung des Transformators T1 transformierten Widerstand verändert, um die Reaktanz von C" je nach Bedarf mehr oder weniger zu neutralisieren. In einer solchen Schaltung wird die transformierte Induktivität .X^ im Primärkreis des Transformators T1 normalerweise kleiner als die Reaktanz XL von C" gehalten, damit die Richtung der Phasenverschiebung nicht mehrdeutig wird. Zu diesem Zweck kann ein Widerstand R4 in Reihe mit der Sekundärwicklung liegen, der jedoch vorzugsweise parallel dazu nach F i g. 5 angeordnet wird. Wenn der Widerstand i?4 die Sekundärwicklung überbrückt, kann die transformierte Impedanz nicht größer sein als ein Wert, der durch i?4 bestimmt ist, da dieser Widerstand im Nebenschluß zum Widerstand der Diodenbrücke liegt. Bei einer praktischen Ausführung hat i?4 die Größe von 30 Kiloohm und C eine Kapazität von 0,022 Mikrofarad, während R5 einen Wert von 10 Kiloohm hat. Diese Werte ergeben sich für eine Phasenschaltung mit einer Frequenz von 1025 Hz.In Fig. 5, the resistance A 5 forms one branch of the bridge circuit, and a capacitor C is connected in parallel with the primary winding of the transformer T 1, whereby the relationship between the Tastspannung and the resulting phase shift is slightly changed. In such a circuit, the capacitance and the inductance as well as the resistance R 5 behave in a known manner and similarly to the arrangement according to FIG. 1, in which the capacitor C is in series with the resistor R x . In this case, X L is changed by the resistance transformed by the secondary winding of transformer T 1 in order to more or less neutralize the reactance of C "as required. In such a circuit, the transformed inductance .X ^ in the primary circuit of transformer T 1 is normally kept smaller than the reactance X L of C "so that the direction of the phase shift is not ambiguous. For this purpose, a resistor R 4 can be connected in series with the secondary winding, which, however, is preferably parallel to it according to FIG. 5 is arranged. When the resistance is i? 4 bridges the secondary winding, the transformed impedance cannot be greater than a value given by i? 4 is determined because this resistance is shunted to the resistance of the diode bridge. In a practical implementation, i? 4 the size of 30 kilo ohms and C a capacity of 0.022 microfarads, while R 5 has a value of 10 kilo ohms. These values result for a phase connection with a frequency of 1025 Hz.

Eine Tastschaltung 49 ist an die Klemmen 28 und 29 angeschlossen und kann für die Schaltung nachA pushbutton circuit 49 is connected to terminals 28 and 29 and can be used for the circuit according to

9 ίο9 ίο

F i g. 4 oder 5 benutzt werden. Die getrennten Schal- danz sich nicht sofort auf die Primärwicklung des tor K1, K2, Kz liegen je in Reihe mit einer Batterie Transformators auswirkt. Diese Eigenschaft der Erverschiedener Spannung, um schematisch das Aus- findung besteht darin, daß der Betrag der Verzögemaß der Phasenverschiebung anzudeuten, das durch rung im Anstieg der Kurve 47 an der Stelle 51 und eine verschieden große Vorspannung der Dioden 5 im Abfall der Kurve beim öffnen des Schalters anF i g. 4 or 5 can be used. The separate signal does not immediately affect the primary winding of the gate K 1 , K 2 , K z are each in series with a battery transformer. This property of the different voltages, to schematically represent the finding, is to indicate the amount of the delay measure of the phase shift, which is caused by the rise in the curve 47 at point 51 and a different bias voltage of the diodes 5 in the fall of the curve when opening of the switch

erzielt wird. der Stelle 52 eingestellt werden kann. Wenn eineis achieved. the point 52 can be set. When a

F i g. 7 zeigt das Ergebnis einer Tastung. Das Tast- neue Phasenlage der Ausgangsschwingung E Φ1 oder signal 45 hat eine Spannung EK, die so lange züge- ΕΦ2 eingestellt wird, ergibt sich auch ein allmählicherF i g. 7 shows the result of a keying. The tactile new phase position of the output oscillation E Φ 1 or signal 45 has a voltage E K , which is set as long as pull ΕΦ 2 , also results in a gradual one

führt wird, wie die Taste gedrückt ist. In den übrigen Übergang entsprechend dem Abschnitt 51 der Kurveleads to how the button is pressed. The rest of the transition corresponds to section 51 of the curve

Zeiträumen transformiert der Transformator den io 57. Wenn man auf die Ausgangsschwingung ΕΦ0 Periods of time, the transformer transforms the io 57. If you look at the output oscillation ΕΦ 0

hohen Widerstandswert des Sekundärkreises, der dem beim öffnen des Schaltkreises zurückkehrt, ergibthigh resistance value of the secondary circuit, which returns when the circuit is opened

Widerstand Rx der F i g. 1 entspricht und so groß sich aus dem Abschnitt 52 der transformierten Impe-Resistance R x of FIG. 1 and as large as the section 52 of the transformed impe-

gemacht wird, daß er die nichtgetastete Phase so nahe danzkurve, daß die Phase nicht sofort auf den ur-is made that he danzkurve the non-sampled phase so close that the phase does not immediately go to the original

wie möglich beim Wert£i»0 hält. Das Tastsignal 46 sprünglichen Wert zurückkehrt. Gemäß der Erfin-as possible at the value £ i » 0 . The key signal 46 returns to its original value. According to the invention

in gestrichelten Linien entspricht einer Tastspannung 15 dung beträgt die Verzögerung einen vorbestimmtenin dashed lines corresponds to a keying voltage 15 tion, the delay is a predetermined one

2EK und erzeugt eine doppelt so große Phasen- Bruchteil des normalen Tastsignals, so daß ein Pha- 2E K and generates a phase fraction that is twice as large as the normal key signal, so that a phase

verschiebung bei der Betätigung des Schalters. Grö- sendetektor oder Demodulator auf den Richtungssinnshift when the switch is operated. Size detector or demodulator for the sense of direction

ßere Vorspannungen können verwendet werden, um ansprechen muß, selbst wenn die PhasenänderungLarger bias voltages can be used to respond even when the phase change occurs

noch größere Phasenänderungen innerhalb der Gren- etwa 180° beträgt. Auf diese Weise kann zwischeneven larger phase changes within the limit is approximately 180 °. This way, between

zen der Diodenströme hervorzurufen. 20 vor- und nacheilender Phase unterschieden werden.cause the diode currents. 20 leading and lagging phases can be distinguished.

Die Phase kann auch, wenn die Taste nicht ge- Der Bereich der Impedanzänderung zwischen dem drückt ist, von E Φο abweichen, und es kann zur Er- offenen und dem geschlossenen Stromkreis, durch zeugung einer Phasenverschiebung entgegengesetzter den die Diodenbrücke getastet wird, kann möglicher-Richtung eine Umkehrschaltung verwendet werden, weise für die Phasenverschiebungsschaltung nicht so daß man die verschiedenen Phasenverschiebungen, 25 ausreichen, jedoch kann diese Maßnahme beim Entdie durch die Wahl der Tastspannungen gegeben sind, wurf der Schaltung berücksichtigt werden. Der Transin beiden Richtungen erhalten kann. Eine solche formator T1 kann sowohl in der Primärwicklung als Anordnung kann z. B. verwendet werden, wenn vier auch in der Sekundärwicklung eine hohe Impedanz Phasenverschiebungen von + und —72° und + und haben, so daß mindestens ein Streufluß zwischen den — 144° benötigt werden. Wahlweise können auch 30 Wicklungen vermieden wird und der Transformator zwei oder mehr verschiedene Phasenverschiebungen sich einem Idealtransformator annähert. Bei offener hervorgerufen werden, indem verschiedene Tast- Sekundärwicklung des Transformators ist die transspannungen mit Bezug auf irgendeinen anderen Pha- formierte Impedanz für Rx der Primärwicklung sehr senwinkel gegenüber einer Eingangsspannung ge- hoch und nähert sich dem Wert Unendlich. Bei kurzwählt werden, die der Phasenverschiebung Null ent- 35 geschlossener Sekundärwicklung des Transformators spricht. ist die transformierte Impedanz nahezu Null. Wenn The phase can also deviate from E Φ ο if the button is not pressed, and it can open and close the circuit by generating a phase shift opposite to that of the diode bridge If possible, an inversion circuit can be used for the phase shift circuit so that the various phase shifts, 25 are sufficient, but this measure can be taken into account when deciding on the selection of the sampling voltages in the circuit. The trans in both directions can get. Such a formator T 1 can be used both in the primary winding as an arrangement, for. B. can be used if four have a high impedance phase shifts of + and -72 ° and + and in the secondary winding, so that at least a leakage flux between the -144 ° is required. Optionally, 30 windings can also be avoided and the transformer approximates two or more different phase shifts to an ideal transformer. In the case of an open caused by the different key secondary winding of the transformer, the transvoltages with respect to any other phased impedance for R x of the primary winding is very low angle compared to an input voltage and approaches the value infinite. When short-dialed, which speaks of the phase shift of zero, the secondary winding of the transformer is closed. the transformed impedance is almost zero. if

Eine besonders nützliche Eigenschaft der Erfin- man einen Wert der transformierten Impedanz zwidung ist in F i g. 7 dargestellt. Sie kann bei einer An- sehen diesen Extremwerten zu erhalten wünscht, Ordnung benutzt werden, bei der die Phasenänderang dann ist es notwendig, das Verhältnis der Impedanzen etwa 180° beträgt. Die normalen Verfahren zur 40 beim Tasten des Sekundärkreises entsprechend einPhasenverschiebung von Schwingungen für die Nach- zustellen. Dies liegt im Können des Fachmanns, der richtenübermittlung ergeben keine Möglichkeit, daß weiß, daß die transformierte Impedanz sich etwa mit ein Detektor zwischen einer Phasenverschiebung von dem Quadrat des Windungsverhältnisses ändert. Auf 0 und 180° unterscheidet, außer wenn eine Bezugs- diese Weise kann ein begrenzter Bereich veränderphase am Empfänger vorliegt, mit der die empfan- 45 licher Impedanzwerte bei der Tastung des Sekundärgene Schwingung verglichen wird. Dies liegt daran, kreises mit Hilfe unterschiedlicher Vorspannungen daß nach der üblichen Theorie zwei Schwingungs- in Impedanzändemngen eines ganz anderen Bereichs abschnitte einer Welle mit 180° Phasenverschiebung im Primärkreis transformiert werden, wie es der identisch sind, so daß es nicht möglich ist, festzu- spezielle Fall verlangt.A particularly useful property of the invention is a transformed impedance value is in Fig. 7 shown. She may wish to obtain these extreme values when looking at it, Order to be used in which the phase change then it is necessary to change the ratio of the impedances is about 180 °. The normal procedures to phase shift the secondary circuit accordingly of vibrations for readjustment. This is within the ability of those skilled in the art directional transmission does not reveal any way that knows that the transformed impedance is about with a detector changes between a phase shift by the square of the turns ratio. on 0 and 180 ° differ, except when a reference- this way can change a limited range is present at the receiver, with which the 45 susceptible impedance values when palpating the secondary genes Vibration is compared. This is because the circle with the help of different biases that according to the usual theory, two oscillation changes in impedance of a completely different range Sections of a wave with 180 ° phase shift in the primary circuit are transformed, like the are identical, so that it is not possible to specify the specific case required.

stellen, ob eine Verschiebung auf einer Voreilung 50 Sowohl bei der Reihenschaltung nach F i g. 4 als oder Nacheilung beruht. Gemäß der Erfindung kann auch bei der Parallelschaltung von Kapazität und eine Phasenverschiebung von 180° hervorgerufen Induktivität nach F i g. 5 ist die Wirkung der Induk- und der Richtungssinn dieser Phasenverschiebung tivität der Wirkung der Kapazität entgegengesetzt. ohne Mehrdeutigkeit, wie sich aus F i g. 7 ergibt, Wenn in F i g. 1 der Kondensator durch eine Indukbestimmt werden. Die Kurve 47 stellt das Ansprechen 55 tivität ersetzt wird, würde die resultierende Phasender Primärwicklung des Transformators T1 auf eine verschiebung entgegengesetzt sein. Durch verschie-Impedanzänderung der Diodenbrücke infolge eines dene Tastspannung an der Diodenbrücke kann eine Tastsignals 45 dar, während die Kurve 48 einem Tast- sehr hohe Impedanz, die in der Phasenschiebersignal 46 entspricht. schaltung als veränderliches Reaktanzelement auf-determine whether a shift occurs on a lead 50. Both in the case of the series connection according to FIG. 4 as or lagging based. According to the invention, even with the parallel connection of capacitance and a phase shift of 180 °, inductance according to FIG. 5, the effect of the inductive and the directional sense of this phase shift is opposed to the effect of the capacitance. without ambiguity, as can be seen from FIG. 7 results if in FIG. 1 the capacitor can be determined by an inductor. The curve 47 represents the response 55 activity is replaced, the resulting phases of the primary winding of the transformer T 1 would be opposite to a shift. By varying the impedance change of the diode bridge as a result of a keying voltage at the diode bridge, a keying signal 45 can be represented, while curve 48 is a keying very high impedance which corresponds to phase shifter signal 46. circuit as a variable reactance element

Die Kurve hat einen Knick 51 und ergibt sich aus 60 tritt, auf einen sehr kleinen Reaktanzwert verändertThe curve has a kink 51 and results from 60 occurs, changed to a very small reactance value

der Reaktanz im Sekundärkreis, die noch einen werden, der in Reihe mit den Widerstandselemententhe reactance in the secondary circuit, which will still be one that is in series with the resistance elements

Reihen-oder Parallelwiderstand zwischen dem Trans- oder dem kapazitiven Element liegt. Die Verminde-Series or parallel resistance is located between the trans or the capacitive element. The diminishing

formator und der Diodenbrücke enthalten kann. rung der Induktivität dient dazu, den Einfluß der informator and the diode bridge may contain. tion of the inductance serves to reduce the influence of the in

Auch bei nicht vorhandenem Widerstand gestattet Reihe liegenden Kapazität zu erhöhen und dadurchEven in the absence of resistance, the series allows the capacitance to be increased and thereby

die hochinduktive Sekundärwicklung des Transfer- 65 die Phasenverschiebung zu vergrößern. Wenn derthe highly inductive secondary winding of the transfer 65 to increase the phase shift. If the

mators T1 keinen plötzlichen Anstieg des Stromes, so Wert X1 in der Reihenschaltung den Wert von Xc mators T 1 no sudden increase in the current, so value X 1 in the series circuit is the value of X c

daß beim Öffnen oder Schließen des Vorspannungs- übersteigt, dann wird die Richtung der Phasenver-that when opening or closing the bias voltage exceeds, then the direction of the phase shift

kreises der Diodenbrücke eine Änderung der Impe- Schiebung umgedreht. Wenn man die Formeln fürcircuit of the diode bridge reversed a change in the Impe shift. Using the formulas for

die Reaktanz bei einer Parallelschaltung von C und L betrachtet, findet man die gleiche Beziehung zwischen Xc und XL. Vorzugsweise ist Xc größer als der maximale Wert von XL, um eine unbeabsichtigte Phasenumkehr zu vermeiden. In F i g. 5 verhindert der Widerstand i?4, daß die transformierte Induktivität einen Wert überschreitet, bei dem diese Phasenumkehr eintreten kann. In F i g. 4 liegt der Widerstand R3 in Reihe mit der Diodenbrücke, um zu verhindern, daß der minimale Wert der Impedanz des Sekundärkreises zu niedrig ist. Der Widerstand dient daher als Hilfsmittel, um die maximale Phasenverschiebung beim Öffnen oder Schließen der Taste zu erzielen. In den Schaltungen nach F i g. 4 und 5 können entweder die Widerstände R3 oder U4 oder beide verwendet werden.considering the reactance when C and L are connected in parallel, one finds the same relationship between X c and X L. Preferably, X c is greater than the maximum value of X L in order to avoid an unintentional phase reversal. In Fig. 5 prevents the resistance i? 4 that the transformed inductance exceeds a value at which this phase reversal can occur. In Fig. 4, the resistor R 3 is in series with the diode bridge in order to prevent the minimum value of the impedance of the secondary circuit from being too low. The resistor therefore serves as an aid to achieve the maximum phase shift when opening or closing the key. In the circuits according to FIG. 4 and 5, either resistors R 3 or U 4 or both can be used.

Die Werte von XL und Xc können vertauscht werden, um absichtlich eine Phasenumkehr bei einer Tastung zu erhalten. Ferner können die Transformationsverhältnisse so gewählt werden, daß verschiedene Werte der Tastspannung die Impedanz in dem Sekundärkreis des Transformators verändern, so daß XL in der Phasenschieberschaltung von einem Wert, der größer als Xc ist, auf einen kleineren Wert veränderbar ist, und umgekehrt. Je nach Bedarf können verschiedene Einstellungen und Abänderungen vorgenommen werden, so daß die Erfindung nicht an die dargestellten Beispiele gebunden ist. Wenn auch bestimmte Frequenzwerte für die getastete Schwingung angegeben sind, sollen diese nur als Beispiel dienen. Die Schaltung läßt sich auch für andere Frequenzen ausführen.The values of X L and X c can be interchanged in order to intentionally obtain a phase reversal in a keying. Furthermore, the transformation ratios can be chosen so that different values of the sampling voltage change the impedance in the secondary circuit of the transformer, so that X L in the phase shifter circuit can be changed from a value which is greater than X c to a smaller value, and vice versa. Various settings and modifications can be made as required, so that the invention is not bound to the examples shown. If certain frequency values are also given for the sensed oscillation, these are only intended to serve as an example. The circuit can also be carried out for other frequencies.

Claims (12)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Phasentastung einer Schwingung fester Frequenz für die Nachrichtenübertragung, bei dem eine Phasenschieberbrücke einen Brückenzweig mit festen Impedanzen und einen weiteren Brückenzweig mit mindestens einer festen Impedanz und mit mindestens einer veränderbaren Impedanz aufweist, die mit Hilfe des vorspannungsabhängigen Widerstandes von Dioden einer Gleichrichterbrückenschaltung verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige Gleichrichterbrükkenwiderstand induktiv (T1) in den Phasenschieberbrückenzweig eingekoppelt wird, daß eine auswählbare Vorspannung (49) zur Veränderung der veränderbaren Impedanz an die Gleichrichterbrücke (19 bis 27) gelegt wird und daß die Änderungsgeschwindigkeit der Impedanz durch eine Verzögerung des Anstiegs und des Abfalls der induktiven Kopplung gesteuert wird.1. A method for phase keying an oscillation of a fixed frequency for the transmission of messages, in which a phase shifter bridge has a bridge branch with fixed impedances and a further bridge branch with at least one fixed impedance and with at least one variable impedance, which changes with the help of the bias voltage-dependent resistance of diodes of a rectifier bridge circuit is, characterized in that the voltage-dependent rectifier bridge resistance is inductively (T 1 ) coupled into the phase shifter bridge arm, that a selectable bias voltage (49) for changing the variable impedance is applied to the rectifier bridge (19 to 27) and that the rate of change of the impedance is set by a Delay in the rise and fall of the inductive coupling is controlled. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine getastete Spannung (31; K1, K2, K3) als Vorspannung der Gleichrichterbrückenschaltung (19 bis 27) zugeführt wird, die bei fehlender Vorspannung nichtleitend ist und in Abhängigkeit von der getasteten Spannung in veränderlichem Maße leitend wird, und daß durch die sprungartige Leitfähigkeitsänderung der Gleichrichterbrückenschaltung und Impedanzänderung im Phasenschieberbrückenzweig ein Phasenverschiebungsschritt hervorgerufen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a sensed voltage (31; K 1 , K 2 , K 3 ) is supplied as a bias to the rectifier bridge circuit (19 to 27), which is non-conductive in the absence of bias and depending on the gated Voltage becomes conductive to a variable extent, and that a phase shift step is caused by the sudden change in conductivity of the rectifier bridge circuit and impedance change in the phase shifter bridge branch. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsänderungen derart gewählt werden, daß die Impedanzänderungen mehrere gleich große Phasenverschiebungsschritte ergeben, die den ausgewählten Vorspannungsänderungen entsprechen.3. The method according to claim 2, characterized in that the bias changes be chosen such that the impedance changes have several equal phase shift steps corresponding to the selected bias changes. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbare Impedanz die Primärwicklung (Tp) eines Transformators (T1) enthält, dessen Sekundärwicklung (Ts) an die Wechselstromklemmen (19, 21) der Gleichrichterbrückenschaltung (19 bis 27) angeschlossen ist, und daß an die Gleichspannungsklemmen (26, 27) der Gleichrichterbrückenschaltung (19 bis 27) die getastete Gleichspannung (49) gelegt ist, die sprungartig mehrere vorgegebene Spannungswerte annehmen kann.4. Circuit arrangement for performing the method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the variable impedance contains the primary winding (Tp) of a transformer (T 1 ) whose secondary winding (T s ) to the AC terminals (19, 21) of the Rectifier bridge circuit (19 to 27) is connected, and that the gauged DC voltage (49) is applied to the DC voltage terminals (26, 27) of the rectifier bridge circuit (19 to 27), which can suddenly assume several predetermined voltage values. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterbrückenschaltung vier Festkörperdioden (22 bis 25) aufweist, wobei die Anoden von zwei Dioden (23, 25) bei der Tastung mit dem positiven Pol (29) der Gleichspannungsquelle (49) und die Katoden der beiden anderen Dioden (22, 24) mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden sind und wobei die Sekundärwicklung (rs) des Transformators (T1) einerseits mit dem Verbindungspunkt der ersten und dritten Diode (22,23) und andererseits mit dem Verbindungspunkt der zweiten und vierten Diode (24,25) verbunden ist.5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the rectifier bridge circuit has four solid-state diodes (22 to 25), the anodes of two diodes (23, 25) during the keying with the positive pole (29) of the DC voltage source (49) and the Cathodes of the other two diodes (22, 24) are connected to the negative pole of the DC voltage source and the secondary winding (r s ) of the transformer (T 1 ) on the one hand with the connection point of the first and third diode (22, 23) and on the other hand with the Connection point of the second and fourth diode (24,25) is connected. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (C) als Blindwiderstand der festen Impedanz im Brückenzweig mit der veränderbaren Impedanz vorgesehen ist.6. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that a capacitor (C) as reactance of the fixed impedance in the bridge branch with the changeable Impedance is provided. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Impedanz im Brückenzweig mit der veränderbaren Impedanz hauptsächlich einen ohmschen Widerstand (R5) aufweist, während die veränderbare Impedanz aus der Primärwicklung des Transformators (T1) besteht, zu der ein Kondensator (C) parallel geschaltet ist.7. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the fixed impedance in the bridge branch with the variable impedance mainly has an ohmic resistance (R 5 ) , while the variable impedance consists of the primary winding of the transformer (T 1 ) to which a Capacitor (C) is connected in parallel. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, da-. durch gekennzeichnet, daß die Reaktanz des Kondensators (C) größer ist als die Reaktanz der Primärwicklung des Transformators (T1), wenn ein Vorspannungswert der Gleichrichterbrücke (22 bis 25) zugeführt wird, und kleiner als die Reaktanz der Primärwicklung ist, wenn ein anderer Vorspannungswert an der Gleichrichterbrücke (22 bis 25) liegt.8. Circuit arrangement according to claim 7, there-. characterized in that the reactance of the capacitor (C) is greater than the reactance of the primary winding of the transformer (T 1 ) when a bias value is applied to the rectifier bridge (22-25) and is less than the reactance of the primary winding when another Bias value on the rectifier bridge (22 to 25). 9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände (R3, i?4, 32) die Impedanzänderung im Sekundärkreis des Transformators (T1) für die getasteten und ungetasteten Werte der Gleichspannung (49) begrenzen. 9. Circuit arrangement according to one or more of claims 4 to 8, characterized in that resistors (R 3 , i? 4 , 32) limit the change in impedance in the secondary circuit of the transformer (T 1 ) for the keyed and non-keyed values of the direct voltage (49) . 10. Schaltungsanordnung zur Phasentastung einer Schwingung für Nachrichtenzwecke um praktisch 180° nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreis des Transformators (T1) Impedanzen (Ts, R3, R4) das Ansprechen des Sekundärkreises auf die Tastung verzögern, so daß die Impedanzänderung auch in der Primärwicklung des Transformators (T1) bei der Tastung verzögert auftritt.10. Circuit arrangement for phase keying an oscillation for message purposes by practically 180 ° according to one or more of claims 4 to 9, characterized in that in the secondary circuit of the transformer (T 1 ) impedances (Ts, R 3 , R 4 ) on the response of the secondary circuit delay the keying so that the change in impedance also occurs with a delay in the primary winding of the transformer (T 1 ) during keying. 11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz eines ohmschen Widerstandes (R3) in Reihe mit der Sekundärwicklung (T3) und dem Wechselspannungskreis (19, 21) der Gleichrichterbrücke aufweist. 11. A circuit according to claim 10, characterized in that the impedance of an ohmic resistor (R 3 ) in series with the secondary winding (T 3 ) and the AC voltage circuit (19, 21) of the rectifier bridge. 12. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz parallel zur Sekundärwicklung (Ts) und zu den Anschluß-12. A circuit according to claim 10, characterized in that the impedance is parallel to the secondary winding (T s ) and to the terminal punkten (19,21) der Gleichrichterbrücke einen Widerstand (2?4) aufweist.points (19,21) of the rectifier bridge has a resistor (2? 4 ). In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1001346; schwedische Patentschrift Nr. 125293; »Rohde & Schwarz-Mitteilungen«, H. 6, 1955, S. 404.German Auslegeschrift No. 1001346; Swedish Patent No. 125293; "Rohde & Schwarz-Mitteilungen", issue 6, 1955, P. 404. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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DE4015853A1 (en) * 1990-05-17 1991-11-21 Ako Werke Gmbh & Co Microcomputer input circuit, esp. for domestic equipment controller - performs output parameter switching according phase shifter and digital input sampling

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