-
Empfänger für frequenzmodulierte Zeichen Bei der tonfrequenten Signalübertragung
für Fernsprechleitungen, z. B. bei der tonfrequenten Übertragung von Ruf- und Wahlzeichen,
liegt häufig die Aufgabe vor, die zum Empfang dieser Signale benutzten Empfänger
so auszubilden, daß sie auf Sprachspannungen nicht ansprechen. Dies ist erforderlich,
weil es aus Gründen der Wahltechnik zweckmäßig ist, die Empfänger dauernd an die
Fernsprechleitungen angeschaltet zu lassen. Es ist bekannt, im Empfänger besondere
Sprachsperren vorzusehen, z. B. wird die zur Signalübertragung verwendete Frequenz
im Empfänger von den nicht zur Signalübertragung verwendeten getrennt. Es können
dann alle Sprachfrequenzen, die nicht mit der Signalfrequenz übereinstimmen, zu
einer zusätzlichen Blockierung des Empfängers verwendet werden, wenn einmal in den
Sprachschwingungen die Signalfrequenz auftritt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß
in der Sprache vorübergehend einzelne Frequenzen eine so große Amplitude bekommen
können, daß diese größer ist als die aller anderen Frequenzen zusammengenommen.
Bekannte Vorschläge sehen daher auch vor, einige Signalfrequenzen zugleich zu verwenden.
Abgesehen davon, daß auch diese keine völlige Sprachsicherheit des Empfängers gewährleistet,
wird der Aufwand für die Empfänger sehr groß, da jede Signalfrequenz für sich empfangen
werden muß.
-
Man hat auch die Verwendung von Frequenzmodulation vorgeschlagen.
Hierbei wird die Signalfrequenz um einen etwa in der Mitte des verwendeten Übertragungsbereiches
liegenden Wert periodisch, z. B. sinusförmig, geändert und in üblicher Weise, z.
B. an der Flanke eines Schwingkreises,
demoduliert. Hierzu ist hinter
den Schwingkreis ein Gleichrichter geschaltet, der die entstandene Schwingung, die
mit der Modulationsfrequenz der Frequenzmodulation amplitudenmoduliert ist, gleichrichtet.
Durch einen dahinter befindliches Filter, z. B. einen Schwingkreis, wird die ursprüngliche
Modulationsfrequenz ausgesiebt und betätigt nach weiterer Gleichrichtung das eigentliche
Empfangsrelais. Der Vorteil einer' solchen Schaltung kann nicht groß sein, da sie
auf amplitudenmodulierte Signale ebenfalls anspricht, d. h. gegenüber der in der
Sprache vorhandenen Amplitudenmodulation empfindlich ist.
-
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Mängel zu beheben.
Der Erfindungsgedanke besteht im wesentlichen darin, Frequenzmodulation in Verbindung
mit einem Demodulator zu verwenden, der gegenüber amplitudenmodulierten Signalen
wesentlich unempfindlicher ist.
-
Gemäß der Erfindung werden die Eingangsspannung einmal direkt und
einmal über ein Verzögerungsnetzwerk o. dgl. verzögert an verschiedene Klemmpaare
eines Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulators, insbesondere eines Ringmodulators,
geführt und die im Modulatorausgang auftretenden Seitenbänder oder eines der beiden
Seitenbänder unmittelbar oder über weitere Elemente zur Betätigung des Empfangsrelais
benutzt.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in den Fig.
i bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
-
Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung aufgebauten Empfängers
zeigt Fig. i. Die an den Empfängereingang i angelegte Signalspannung gelangt zum
Laufzeitnetzwerk 2 und zum Modulator 3. Das Laufzeitwerk kann auch vor dem Modulator
anstatt in dem Abzweig liegen. Somit sind die an seinen beiden Eingangsklemmen liegenden
Eingangsspannungen 7 und 8 zeitlich gegeneinander verschoben. Dies ist in Fig. 2
dargestellt. Zur Zeit 9 hat die Eingangsspannung 7 beispielsweise die Frequenz 2ooo
Hz, zur Zeit io: 250o Hz, zur Zeit i i : wieder 2ooo Hz, zur Zeit 12 i 5ooHz usw.
Die Zeitdauer zwischen 9 und 13 beträgt z. B. 5 m/s, d. h. die Modulationsfrequenz
der frequenzmodulierten Spannung Zoo Hz. Die Eingangsspannung 8 ist gegenüber 7
zeitlich etwas verzögert, z. B. um i m/s, d. h. an den beiden Modulatoreingängen
liegen zwei Wechselspannungen, deren Frequenzen fast dauernd um einen konstanten
kleinen Wert, z. B. ioo Hz, voneinander abweichen. Diese Frequenzdifferenz tritt
als unteres Seitenband hinter dem Modulator auf. Sie wird durch das auf sie abgestimmte
Filter 4 herausgesiebt, in 5 gleichgerichtet und betätigt das Empfangsrelais 6.
Eine solche Demodulationsschaltung ist gegenüber amplitudenmodulierten Signalen
wesentlich unempfindlicher als gegenüber frequenzmodulierten. So würde sich, z.
B. wenn an den Eingang (i in Fig. i) eine mit ioo Hz amplitudenmodulierte Frequenz
von z. B. 2ooo Hz gelegt wird, die Ausgangsleistung des Modulators auf wesentlich
mehr Modulationsprodukte verteilen, als wenn an seinen beiden Eingangsklemmen Spannungen
von z. B. 2ooo und igoo Hz liegen, d. h. die Modulationsprodukte mit ioo Hz würden
im Fall der Amplitudenmodulation eine wesentlich geringere Amplitude haben.
-
Noch günstiger wird die Anordnung, wenn man zusätzlich die im oberen
Seitenband, das hinter dem Modulator 3 auftritt, enthaltene Leistung ausnutzt, z.
B. indem man es in üblicher Weise an einer Schwingkreisflanke demoduliert. Dies
ist in Fig. 3 dargestellt, in der i bis 6 die gleichen Bauteile wie in Fig. i sind.
Der zusätzliche demodulierende Schwingkreis ist 15, in 16 wird zum erstenmal gleichgerichtet,
17 ist ein auf die ursprüngliche Modulationsfrequenz, im vorliegenden Fall 200 Hz,
abgestimmter Resonanzkreis mit dahinterliegendem Gleichrichter 21, - 18 ist ein
zweites Empfangsrelais, dessen Kontakt mit dem des ersten in Reihe geschaltet ist
(es kann auch durch eine auf dem ersten Relais befindliche zusätzliche Wicklung
ersetzt werden) und 14 ein Hochpaß, der ab 3000 Hz durchläßt.
-
Mit der Anordnung nach Fig. i bzw. 3 kann eine sehr wirksame Sprachsperre,
. d. h. Sperrung des Signalempfangskanals durch die während der Sprachübertragung
auftretenden Spannungen, verbunden werden. Sie ist in Fig. 3 unten gezeichnet. Das
Bandfilter i9, das hinter dem Modulator 3 angeschlossen wird, läßt zwischen 200
und 3ooo Hz durch, so daß der größte Teil der Sprachleistung nach Gleichrichtung
in 20 zur Sperrung des Empfangsrelais ausgenutzt und eine entsprechend große Sicherheit
gegen Störungen durch die Sprechfrequenzen erreicht wird.
-
Die Erfindung sieht weiter vor, die zeitliche Verzögerung gerade gleich
der halben Periodenlänge der ursprünglichen modulierenden Frequenz, also im vorliegenden
Beispiel gleich 2,5 m/s, zu machen. In diesem Fall, der in Fig. 4 dargestellt ist,
wird das obere Seitenband konstant gleich 4ooo Hz, während das untere zwischen o
und iooo Hz schwankt. Die entsprechende Schaltung, die einen besonders geringen
Aufwand hat und mit einer Röhre herstellbar sein dürfte, ist in Fig. 5 gezeichnet.
Das Filter 24, z. B. ein Resonanzkreis, ist auf 4ooo Hz abgestimmt. Die hinter dem
Modulator entstehende Wechselspannung von 4oooHz wird von ihm durchgelassen, im
Gleichrichter 27 gleichgerichtet und betätigt das Empfangsrelais 6. Der am Eingang
der Schaltung liegende Sperrkreis 23 ist auf 2ooo Hz abgestimmt und sperrt diese
Frequenz vom Modulatoreingang ab. Auf diese Weise wird verhindert, daß, wenn sie
in der Sprache enthalten ist, das Empfangsrelais fälschlich anspricht. Für die Signalfrequenz
wirkt sich das Vorhandensein dieses Filters in kurzen unwesentlichen Unterbrechungen
der 4-kHz-Wechselspannung in den Punkten 25, 26 usw. (vgl. Fig. 4) aus. Auch hier
ist die Zufügung einer Sprachsperre möglich, die hinter dem Modulator 3 abzuzweigen
ist und im vorliegenden Beispiel den Frequenzbereich 1000 bis 4ooo Hz umfassen kann.
Naturgemäß können alle beschriebenen Schaltungsanordnungen auch zugleich benutzt
werden,
sowie andere Modulationsfrequenzen, Kennlinien, z. B. Sägezahn, und Bereiche gewählt
werden.
-
Die hinter dem Modulator gewonnene ursprüngliche Modulationsfrequenz,
z. B. hinter dem Filter 17 in Fig.3, kann auch zur Steuerung einer veränderbaren
Induktivität oder Kapazität (Impedanzröhre) und damit eines veränderbaren Sperrkreises
dienen. Dieser liegt am Empfängereingang und wird auf diese Weise auf die gerade
vorhandene Frequenz der Eingangsspannung abgestimmt. Man kann dann grundsätzlich
auch vor dem Modulator Sprachsperrungen anbringen, die den ganzen Übertragungsbereich
umfassen, da ja die gerade vorhandene Signalfrequenz durch den sich selbsttätig
einstellenden Sperrkreis von der Sprachsperre ferngehalten wird.