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Anordnung zur Sprachübertragung mittels modulierter Impulse Wenn man
mittels modulierter Impulse eine gesprochene Nachricht übertragen will, so gilt
die sogenannte RaabescheBedingung, daB die Sprachfrequenzen alle kleiner oder höchstens
gleich der Hälfte der Grundfrequenz der als Träger dienenden Impulse sein müssen.
Diese Bedingung erklärt sich aus der in Abb. i dargestellten Lage eines zu übertragenden
niederfrequenten Nachrichtenspektrums N und des linken und rechten Seitenbandbereiches
S1 und S, bei einer Frequenz f7 der urmodulierten Impulse. Bei der Modulation der
Höhe von Impulsen der Frequenz fl mit dem Niederfrequenzband N tritt hinter der
Modulationsstufe zunächst dieses Band N selbst wieder auf, sodann ein sinusförmiger
Träger von der Frequenz fy, der ein linkes und ein rechtes Seitenband S, und S,
besitzt von derselben Ausdehnung wie bei der Modulation eines sinusförmigen Trägers
von der Frequenz fl mit dem Band N, und ferner noch ein sinusförmiger Träger von
der zweifachen, der dreifachen usw. Frequenz f7, die ebenfalls linke und rechte
Seitenbänder von derselben Breite wie f7 besitzen. Damit nun bei der Modulation
die höchsten im Niederfrequenzband enthaltenen Frequenzen nicht mit den niedrigsten
Frequenzen im linken Seitenband des Trägers f7 zusammenfallen, muB die obergenannte
Bedingung eingehalten werden. Das Frequenzspektrum nach Abb, i gilt übrigens bei
geringen Modulationsgraden für dauermodulierte, für phasenmodulierte und für häufigkeitsmodulierte
Impulse im wesentlichen in gleicher Weise.
In der Praxis wird nun
gelegentlich die Aufgabe gestellt, eine Sprachübertragung mit Hilfe von Impulsen
zu bewerkstelligen, deren Frequenz unter Berücksichtigung der obengenannten Bedingungen
als viel zu niedrig erscheinen muß. Wenn Beispielsweise diese Impulsfrequenz r5oo
Hz beträgt, so würde die genannte Bedingung ergeben, daß nur Frequenzen von o bis
75o Hz übertragen werden können. Bei einer derartigen Beschränkung des Frequenzbandes
bleibt aber eine gesprochene Nachricht fast vollkommen unverständlich.
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Um einen Ausweg aus dieser Schwierigkeit zu finden, sollen gemäß der
Erfindung vom gesamten Sprachband mindestens zwei Teilbänder übertragen werden,
die im Frequenzspektrum eine derartige Lage besitzen, und soll die unmodulierte
Impulsfrequenz so niedrig gewählt werden, daß die Spiegelfrequenzen, d. h. die bei
der Modulation entstehenden Seitenbänder der Träger f7, 2 fi, 3 fy usw.,
in die Lücken des niederfrequenten Sprachbandes hineinfallen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 2, welche wieder ein
Frequenzspektrum enthält, dargestellt. Von dem gesamten niederfrequenten Sprachband
N sind bei einer Frequenz f7 von r 50o Hz nur zwei Teilbänder verwendet,
von denen das eine von 30o bis 75o Hz reicht und das zweite von r Zoo bis
1500 Hz. Diese beiden Teilbänder sind in Abb. 2 mit o"bezeichnet. Es hat
sich gezeigt, daß bei einer Beschränkung einer Sprachübertragung auf diese beiden
Frequenzbandbereiche, deren Breite zusammen auch nicht mehr als 75o Hz beträgt,
bei nicht .allzu hohen Ansprüchen eine ausreichende Verständigung vorhanden ist.
Nach der Modulation mit diesen beiden Teilbändern treten nun zwischen o und i 50o
Hz zunächst im Frequenzspektrum die beiden ursprüngliehen Teilbänder auf; und außerdem
werden die Lücken dieses Frequenzbereiches von dem linken Seitenband des Trägers
f7 ausgefüllt. Von 75o bis i Zoo Hz sind nämlich die Seitenfrequenzen vorhanden,
welche dem unteren Teilband, d. h. den Frequenzen von 30o bis 750, in der gesprochenen
Nachricht entsprechen, und zwischen o und 30o Hz liegen die Seitenfrequenzen des
Sprachbandes zwischen i Zoo und 1500 Hz. Diese Seitenbänder. sind mit l bezeichnet.
Auch zwischen i 50o und 3 ooo Hz fügen sich das rechte Seitenband von fl und das
linke Seitenband von 2 fy ohne gegenseitige Überlappung ineinander, wie aus Abb.
2 zu erkennen, in der die Seitenfrequenz-Bereiche für das linke Band von 2 f7 mit
2 bezeichnet sind- und die rechten Seitenfrequenzen von fy wieder mit i.: Man kann
nun durch ein Filter die ursprünglichen Niederfrequenzen, d. h. die mit o bezeichneten
Bereiche, aus dem Frequenzspektrum hinter der Modulationsstufe aussieben und die
Übertragung vornehmen. Auf der Empfangsseite entstehen durch die Demodulation wieder
die in Abb. 2 mit o bezeichneten Frequenzbereiche und außerdem zwischen o und 1500,
da
die üblichen Demodulatoren ja auch ein linear übertragendes Glied darstellen, noch
die mit i bezeichneten Frequenzen. Wenn man durch ein weiteres Filter, welches in
diesen Bereichen i eine starke Dämpfung besitzt, diese Spiegelfrequenzen unterdrückt,
gewinnt man wieder die ursprünglich auf der Niederfrequenzseite des Senders vorhandenen
beiden Sprachbänder, welche die gesprochene Nachricht abzuhören gestatten.
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Der Wert f7 - 1500 Hz ist bei dieser Ausführungsform nur als
Beispiel gewählt worden. Legt man auf bessere Verständlichkeit Wert, so kann man
eine höhere Impulsfrequenz wählen, beispielsweise 2 50o Hz, und die beiden Teilbänder
entsprechend breiter wählen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man den Sprachbereich
von o bis r5oo Hz auch in eine vielgrößere Anzahl als zwei Teilbänder, nämlich wie
in 'Äbb. 3 dargestellt, in acht Teilbänder zerlegen, die zusammenwieder eine Breite
von 75o Hz bei f7 = 1500 Hz besitzen. Diese Teilbänder sind in Abb.3 schräg schraffiert
worden. Man überzeugt sich leicht davon, daß das linke Seitenband von f7 vollständig
in die Lücken des so aufgeteilten Niederfrequenzbandes hineinfällt, und daß daher,
sofern die entsprechenden Filter hinter der Modulationsstufe des Senders und an
der Niederfrequenzseite des Empfängers vorausgesetzt werden, eine Sprachübertragung
auch bei dieser Aufteilung des Sprachbandes möglich ist. Außerdem kann man sich
leicht davon überzeugen, daß auch zwischen 1500 und 3000 Hz das rechte
Seitenband von fy und das linke von 2 fl sich ohne gegenseitige Überlappung ineinanderfügen.
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Bei der in Abb. q. dargestellten Ausführungsform wird der unterste
Träger fl an das linke Ende des oberen von zwei Frequenzbereichen der Sprache gelegt.
Die Verteilung der Seitenbänder ist in Abb. 5 dargestellt, wobei die Bezeichnungen
für die einzelnen Seitenbänder entsprechend Abb. 2 gewählt sind. Das hinter der
Modulationsstufe unmittelbar an Null anschließende, sich nach rechtserstreckende
Seitenband i entspricht dem in Abb. q. unmittelbar rechts vom Träger fl liegendenSprachband.
Überschneidung. sei noch erwähnt, daß eine gewisse Überschneidung. der - Filterkurven7an
den Flanken zugelassen werden kann, ohne daß die Verständlichkeit leidet, wie durch
Versuche nachgewiesen wurde.