DE709122C - Verfahren zum Empfang von traegerfrequent uebertragenen Nachrichten - Google Patents

Description

in Paris

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfang von Nachrichten, bei denen Wechselströme von hoher oder niedriger Frequenz benutzt werden (Trägerströme), dia mit einer im Verhältnis zu diesen Trägerströmen niedrigen Zeichenfrequenz moduliert sind, und insbesondere auf solche Verfahren, bei denen unmodulierte Trägerwellen überhaupt nicht übertragen werden, d. h. bei denen die Trägerfrequenz unterdrückt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur zum Empfang telegraphischer Nachrichten geeignet, sondern es ist auch möglich, Telephonie zu empfangen.

Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, um den sendeseitig unterdrückten Träger auf der Empfangsseite wiederzugewinnen. Jedoch ist bei diesen bekannten Verfahren der Aufwand an Schaltmitteln überaus groß, so daß dadurch die Empfangsanlage teuer und daher unwirtschaftlich wird. Es lassen sich bei den bekannten Anordnungen drei Gruppen unterscheiden. Es wird erstens entweder die Trägerfrequenz aus den beiden Seitenbändern wiedergewonnen, zweitens wird die Trägerfrequenz empfangsseitig durch einen örtlich vorgesehenen Oszillator erzeugt und drittens sind Anordnungen bekannt, bei denen die Trägerfrequenz aus einem Pilotkanal wiedergewonnen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, eine Empfangsanlage zu schaffen, die nur eine äußerst geringe Anzahl von Schaltelementen benötigt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden lediglich zwei an sich bekannte symmetrische Modulatoren (Ringmodulatoren) verwendet sowie ein Filter und ein Selektivverstärker.

Erfindungsgemäß wird zur Wiedergewinnung der Trägerfrequenz bzw. zur phasenrichtigen Zusetzung des Trägerrestes bei TeIephonieempfang der modulierte Strom einem Hilfsmodulator zugeführt, der von der aus einem Demodulator austretenden Modulationsfrequenz gesteuert wird und aus dessen Modulationsprodukt die Trägerfrequenz ausgesiebt und dem Demodulator zugeführt wird.

Die Wiedererzeugung der zur Modulation benutzten niederfrequenten Zeichenfrequenz am Empfänger erfordert die Verwendung eines lokalen Wechselstromes, der sich in Synchronismus mit der unmodulierten Trägerwelle befindet. Um die Zeichenfrequenz aus der modulierten Trägerwelle wieder zu erzeugen, verwendet man einen Demodulator, der einerseits von dem modulierten Strom

sin p t und andererseits von dem nichtmodulierten Ortsstrom α · sin Pt gespeist wird, wobei p = ω = 2 η f ist und P ~ Ω — 2 π F ist und wobei sin ρ t die zur Modulation— benutzte Zeichenfrequenz und sin-P ί dig; Trägerwelle darstellt. Es entsteht ein neuer"' Strom, der aus dem Produkt der Ausdrücke der angelegten Ströme besteht.

Da beim Telegraphieempfang bei iooprozentiger Modulation die Trägerfrequenz in dem Empfangsstrom unterdrückt, also nicht mehr vorhanden ist, muß zunächst dafür gesorgt werden, die Trägerfrequenz wiederzugewinnen.

Das errlndungsgemäße Verfahren, insbesondere das Verfahren zur Wiedergewinnung und phasenrichtigen Zusetzung des Trägers zu dem Demodulator soll im nachfolgenden an Hand der Abb. ι näher erläutert werden. Alsdann soll an Hand der Abb. 2 die Entstehung des Stromes mit unterdrücktem Träger, wie er den Sender verläßt, näher betrachtet werden. Danach sollen an Hand der Abb. 3 in Verbindung mit Abb. ι die Modulationsprodukte hinter dem Demodulator und dem Hilfsmodulator unter Verwendung mathematischer Formeln betrachtet und schließlich an Hand der Abb. 4 die gleichen Modulationsprodukte bei Telephonieempfang betrachtet werden.

In der Abb. 1 ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Zur leichteren Beschreibung soll bei dem Ausführungsbeispiel der Trägerwechselstrom von einem Telegraphiezeichenstrom moduliert werden. In diesem Falle unterliegt der an der Empfangsseite aufgenommene Strom plötzlichen Wechseln in Übereinstimmung mit den senderseitig abgegebenen TeIegraphiezeichen.

Die bei 1 ankommenden Telegraphiezeichen werden bei 2 einem Demodulator 3 (symmetrischer Modulator, Ringmodulator) zugeführt, der außerdem bei 4 durch den lokai en Strom, das ist die wiedergewonnene Trägerfrequenz, gespeist wird, dessen Erzeugung später beschrieben wird. Das bei 5 aus dem Demodulator 3 austretende Modulationsprodukt wird bei 6 an eine Spulenkette 7 (Tiefpaß) gelegt. Die durch das Filter 7 hindurchgegangenen Ströme gelangen zu den Klemmen 8 eines beliebigen Empfangsgerätes.

Ein Teil der bei 1 ankommenden Ströme wird vor dem Demodulator 3 abgezweigt und bei 9 an einen Hilfsmodulator 10 angelegt, der ebenfalls aus einem symmetrischen Modulator (Ringmodulator) besteht, der in entsprechender Weise wie der Demodulator 3 ausgebildet ist. Der Hilfsmodulator 10 wird bei 11 durch einen Teil der bei 8 erhaltenen Ströme gespeist. Die bei 12 aus dem Hilfsmodulator ioaustretenden modulierten Ströme :rden bei 13 an einen Selektivverstärker 14

liegt, dessen Ausgang dem Demodulator 3 C$£$$-ii zugeführt wird.

j^'i.'rjSii Hand der Abb. 2 soll nunmehr zunächst 'Sie' Entstehung des von der Senderseite abgegebenen Stromes dargelegt werden. Abb. 2a stellt den Telegraphiezeichenstrom dar und die Abb. 2b die Trägerwelle. Abb. 2c zeigt das Modulationsprodukt der Abb. 2a und 2b, also die modulierte Trägerwelle. Die Amplitude des Trägerstromes ist während der Zeichengabe (positive Halbwelle) vergrößert und während der Zeichenpause (negative Halibwelle) verkleinert. Abb. 2d zeigt ebenfalls die modulierte Trägerwelle, jedoch ist hier der Modulationsgrad so weit wie möglich erhöht. Während der Signalpausen fällt die Amplitude der Trägerwelle auf Null; in dieser Abbildung ist der Trägerstrom nicht unterdrückt. Zieht man die Ordinaten der Kurve nach Abb. 2b von denen der Kurve nach Abb. 2d ab, d.h. zieht man also den *5 Trägerstrom ab, so erhält man das Kurvenbild nach Abb. 2e. Der in dieser Abbildung dargestellte Strom ist also ein Beispiel für ein Modulationsprodukt, in dem der Trägerstrom unterdrückt, d. h. nicht mehr vornanden ist. Dieser Strom ist ein Wechselstrom, dessen Phase plötzliche Wechsel erleidet. Man nennt daher die Art dieser Tastung auch Phasensprungtastung.

An Hand der Abb. 3 soll nunmehr in Verbindung mit Abb. 1 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Empfangsanordnung näher erläutert werden.

Der in Abb. 1 bei 1 ankommende Strom hat die Form sin p t · sin Pi. Diese Kurven- ^lo° form entspricht der Abb. 2e und ist nochmals auf der Abb. 3 bei (2) dargestellt. Dieser Strom wird auch dem Hilfsmodulator 10 bei 9 zugeführt. Dem Hilfsmodulator 10 wird bei 11 die Zeichenfrequenz Va sind pt zugeführt, <«5 die hinter dem Demodulator 3 bzw. hinter dem . Sieb 7 bei 8 erhalten wird. Im Ausgangskreis des Hilfsmodulators 10 erhält man bei 12 Strom von der Form Va ^sm2 p t · s\n P t. Die Umformung dieser Werte ergibt «««

V₂- [cos (P—p) t—cos (P 4- p)t\ · V₂* sin/>f. Ausmultipliziert ergibt dies V₄ · [sin P t + sin (P — 2 p) t — sin (P+ 2 p) -t — sin (—Pt)]. "⁵

Dies ergibt

1/2 sin P t -j- V₄ sin (P~2p)t

-V* sin (P + 2 p). t. _lle

Die beiden letzten Glieder werden durch den nachfolgenden Selektivverstärker 14 nicht

- verstärkt und bleiben deshalb unwirksam Damit ergibt sich hinter dem Selektivverstärker 14 bzw." bei 4 die Kurvenform V₂ ^-sin Pt. Dies ist aber die wiedergewonnene Trägerfrequenz.

Dem Demodulator 3 wird, wie bereits ausgeführt, bei 2 die Kurvenform Ein p t · sin P t zugeführt. An das andere Klemmenpaar des Demodulators 3 gelangt bei 4 die wiedergewonnene Trägerfrequenz mit der Kurvenform sin P t. Im Ausgangskreis des Demodulators 3 besteht bei 5 das Modulationsprodukt sin ρ t · sin² P t. Ausmultipliziert ergibt dies

Va' [cos (P—p) t—cos (P + p) t] · sin P t.

Das Produkt ergibt weiter

V₂* [sin Pt-cos (P-p) t

— sin Pt -cos (P'+p) t].

Als Resultat wird erhalten

V₂ * sin p t + ¹Ii - sin (2 P — p) t

— V₄ sin (2 P + p) t.

Die beiden letzten Glieder werden durch den Tiefpaß 7 unterdrückt, und bei 8 wird die gewünschte Zeichenfrequenz mit der Kurvenform V₂ · sin p t erhalten. Die Kurvenform (5) der Abb. 3 zeigt das Modulationsprodukt bei 5 hinter dem Demodulator 3 der Abb. 1. Man erkennt durch den gestrichelt gezeichneten Kurvenzug bereits die resultierende Zeichenfrequenz V2 ' ^sm P t> 'die in dem Kurvenzug (8) noch einmal dargestellt ist.

Bei ι der Abb. 1 trifft bei Telegraphic ein Strom ein, der, wie bereits dargelegt, plötzliche Wechsel· erleidet. Der bei 2 und 4 gespeiste Demodulator 3 ergibt bei 5 einen Strom, der aus einem durch die Spulenkette 7 hindurchgehenden, nach 8 gelangenden Gleichstrom und aus von dem Filter 7 unterdrücktem periodischem Strom besteht. Der bei 9 durch Wechselstrom und bei Ii durch Ί5 Gleichstrom gespeiste Hilfsmodulator 10 ergibt bei 12 einen Wechselstrom, welcher durch den auf die Frequenz F abgestimmten Selektivverstärker 14 verstärkt wird und aus Strömen mit harmonischen Frequenzen, welche durch den Selektivverstärker unterdrückt werden, zusammengesetzt ist.

Erfährt der bei 1 ankommende Strom einen Wechsel, so unterliegt der bei 2 an den Demodulator 3 angelegte Strom dem gleichen Wechsel, während der bei 4 angelegte Strom infolge der Zeitkonstante, des Selektivverstärkers keine so plötzliche Änderung erfährt. Daraus ergibt sich, daß der Gleichstrom bei 5 und 8 plötzlich umgekehrt wird. Ein gleich schneller Wechsel findet demnach auch bei 11 statt, und der bei 12 aus dem Hilfsmodulator 10 austretende Strom wechselt ebenfalls seine Richtung. Bei dem mit 13 an den Selektiivverstärker angelegten Strom verläuft der Stromwechsel also nur über eine sehr kurze Zeit, die der Zeitkonstante des Selektivverstärkers entspricht, so daß der Strom bei 4 praktisch ein Wechselstrom bleibt. Die Stromwechsel des bei 1 ankommenden Stromes haben also gleichzeitige Umkehrungen des Gleichstromes bei 8 zur Folge.

Bei Telephonieempfang ist die Wirkungsweise der Anordnung die gleiche wie bei Telegraphic Es ist lediglich zu beachten, daß beim Telephonieempfang der Träger nicht völlig unterdrückt ist. Durch die beschriebene Empfangsanordnung wird dafür Sorge getragen, daß der erzeugte Träger in der richtigen Phasenlage dem Demodulator 3 bei 4 zugesetzt w^rird.

Die Abb. 4 zeigt die der Abb. 3 entsprechenden Kurvenbilder für Telephonieempfang. Kurvenbild (1) der Abb. 4 zeigt die Trägerfrequenz sin Pt, Kurvenbild (2) die Zeichenfrequenz sin pt, Kurvenbild (3) zeigt den mit der Zeichen frequenz modulierten Träger, also der Zeichenfreuenz modulierten Träger, also sin pt · sin Pi = ¹I₂ [cos (P — p) t — cos (P-\-p) t]. Dieses Modulationsprodukt ist bei 2 und 9 der Abb. 1 vorhanden. Kurven- go bild (4) zeigt das Modulationsprodukt sinptsin P t · sin P t, welches am Ausgang des Demodulators 3 erhalten wird. Kurvenbild (5) zeigt die wiedergewonnene Zeichenfrequenz, wie sie hinter dem Filter 7 bei 8 erhalten wird. Kurvenbild (6) zeigt das Modulationsprodukt sin p t · sin pt· sin Pt, welches im Ausgangskreis des Hilfsmodulators 10 bei 12 erhalten wird. Schließlich zeigt Kurvenbild (7) den wiedergewonnenen Träger sin P t, der hinter dem Selektivverstärker 14 erhalten wird und dem Demodulator 3 bei 4 zugeführt wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zum Empfang von trägerfrequent übertragenen Nachrichten, insbesondere zum Empfang telegraphischer Nachrichten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung der Trägerfrequenz der modulierte Strom (1) einem Hilfsmodulator (10) zugeführt wird, der von der aus dem Demodulator (3) austretenden Modulationsfrequenz gesteuert wird und aus dessen Modulationsprodukt dieTrägerfrequenz ausgesiebt und dem Demodulator (3) zugeführt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulatoren (3 und 10) iao symmetrische Modulatoren (Ringmodulatoren) verwendet werden.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrifschen Modulatoren aus Trockengleichrichtern gebildet sind.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Ver

   fahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb und/oder der Verstärker (14) eine große Zeitkonstante im Vergleich zu der Empfangseinrichtung besitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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