DE941551C - Vorrichtung zur Synchronisierung in einer Impuls-Multiplex-Fernmeldeanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Impuls-Multiplex-Fernmeldeanlagen, d. h. Anlagen, bei denen die Nachricht jedes Kanals durch eine zu diesem Kanal gehörende Impulsfolge übertragen wird und die Impulsfolgen der verschiedenen Kanäle zeitlich verschachtelt sind.

Die Kanalimpulse übertragen ihre zugehörigen Nachrichten dadurch, daß sie beispielsweise amplituden-, längen- oder phasenmoduliert werden. Im Gegensatz zu den Kanalimpulsen werden die Synchronisierimpulse gewöhnlich nicht moduliert. Damit man die Synchronisierimpulse von den Kanalimpulsen trennen kann, haben sie üblicherweise eine andere Form als jene, z. B. eine andere Amplitude oder Länge, oder sie können aus zwei oder mehreren dicht aneinanderliegenden Impulsen mit einem genau bestimmten Zwischenraum bestehen.

Es ist ferner bereits ein Verfahren zur Synchronisierung beschrieben worden, gekennzeichnet

durch die Kombination einer Phasenmodulation ' der Synchronisierimpulsfolge am Sender mit einer Modulationsfrequenz, die ein in der Übertragungsfrequenz ider Synchronisierimpulseenthaltener ganzzahliger Faktor ist, mit einer empfängerseitigen Aussiebung dieser Modulationsfrequenz durch einen Siebkreis nach der Demodulation der phasenmodulierten Impulsfolge, wobei der genannte Kreis auf die Modulationsfrequenz abgestimmt ist.

Die Erfindung betrifft eine solche Vorrichtung zur Synchronisierung eines Empfängers mit dem Sender in einer Impuls-Multiplex-Fernmeldeanlage, bei der die Impulse jedes Kanals phasenmoduliert sind und die Synchronisierimpulse, welche dieselbe Impulsfolgefrequenz wie die Impulse jedes Einzelkanals haben, mit der maximal zulässigen zeitlichen Verschiebung der Impulse im Kanal durch eine Modulationsfrequenz phasenmoduliert sind, die als ganzzahliger Faktor in der Impulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse enthalten ist.

Die Erfindung ist durch einen bistabilen Multivibrator gekennzeichnet, der so eingerichtet ist, daß er in eine Richtung durch die phasenmodulierten Impulse und in die andere Richtung durch Impulse eines zusätzlichen Impulsgenerators bewegt wird, wobei die Frequenz der letztgenannten Impulse der Anzahl der Kanäle der phasenmodulierten Impulsfolge multipliziert mit der Impulsfolgefrequenz eines einzelnen Impulskanals entspricht, sowie durch eine Additionsvorrichtung, welche die Spannungswellenforcn an einer der Anoden des Multivibrators zu den phasenmodulierten Impulsen addiert, um eine zusammengesetzte Impulsfolge zu erhalten. Dieser Spannungswellenform wird angenähert dieselbe Amplitude gegeben wie den phasenmodulierten Impulsen, wobei diese Amplitude einen bestimmten Amplitudenpegel nicht überschreitet. Die Erfindung ist ferner durch eine Gleichrichtervorrichtung gekennzeichnet, die von der zusammengesetzten Impulsfolge gespeist wird und nur die Teile dieser zusammengesetzten Impulsfolge hindurchläßt, die den festgelegten Amplitudenpegel überschreiten. Diese liefern eine Regelspannung, deren Amplitude von der Frequenz • und der Phase der Impulse des zusätzlichen Impulsgenerators abhängt, wobei die Regelspannung ' dazu dient, die Frequenz des zusätzlichen Impulsgenerators zu ändern, bis Synchronismus besteht, in welchem Fall die Teile der zusammengesetzten Impulsfolge, die den Amplitudenpegel überschreiten, sehr klein sind.

Die Erfindung ermöglicht einerseits eine sehr einfache Vorrichtung zur genauen Synchronisierung eines Empfängers mit einem Sender und andererseits eine Umsetzung phasenmodulierter Impulse auf amplitudenmodulierte Impulse^ wobei nur eine sehr kleine Verzerrung auftritt.

Die Erfindung wird in Verbindung mit der Zeichnung genauer beschrieben, in der

Fig. ι eine Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 Impulsdiagramme in Verbindung mit dieser Ausführungsform darstellen.

Fig. r zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Synchronisierung eines örtlichen Impulsgenerators mit einer ankommenden phasenmodulierten Impulsfolge, bei der die Synchronisierimpulse mit der halben Übertragungsfrequenz einer Einzelkanalimpulsfolge phasenmoduliert sind.' Die Vorrichtung ist auch gut geeignet, um die phasenmodulierte Impulsfolge in eine amplitudenmodulierte Impulsfolge umzusetzen, die in Übereinstimmung mit der Modulation der phasenmodulierten Impulsfolge steht.

Eine phasenmodulierte Impulsfolge wird an das Steuergitter 31 der Röhre 32 angelegt. Die Anode der Röhre"ist direkt mit einer positiven Spannungsquelle verbunden, die in der Figur mit + bezeichnet ist. Die Kathode 33 der Röhre ist über die Primärwicklung eines'Übertragers 34 geerdet und mit der Kathode einer Diode 35 verbunden, deren Anode geerdet ist. Die Vorrichtung weist auch einen bistabilen Multivibrator auf. Der Multivibrator kann auf sehr viele Arten gebaut sein, besteht aber hier aus zwei Pentoden 36 und"37, wobei jede Anode mit dem Steuergitter der anderen Röhre durch einen Kondensator 38 bzw. 39 verbunden ist, dem ein Widerstand^bzw. 41 parallel geschaltet ist. Die Anodenwiderstände 42 bzw. 43 sind mit + verbunden, während die Kathoden der Röhren zusammengeschaltet und über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 44 geerdet sind, dem ein Kondensator parallel geschaltet ist. Mit 46 bzw. 47 sind die Gitterableitwiderstände der Röhren bezeichnet, die zwischen die entsprechenden Steuergitter und Erde geschaltet sind. Die Schirmgitter der Röhren sind mit + über Widerstände 48 bzw. 49 verbunden, wobei jedem Widerstand eine Diode 50 bzw. 51 parallel geschaltet ist, deren Kathoden mit + und deren Anoden mit den entsprechenden Schirmgittern verbunden sind. Die Kathode 33 der Röhre 32 liegt über einen Kondensator 52 an dem Schirmgitter der Röhre 36. Mit 53 ist eine Röhre bezeichnet, deren Anode direkt an + angeschlossen ist und deren Kathode 54 über einen Widerstand 55 mit einer negativen Spannungsquelle verbunden ist, die in der Figur mit — (Minus) bezeichnet ist. Die Kathode der Röhre ist auch mit der Kathode einer Diode 56 verbunden, deren Anode geerdet ist. Ein Widerstand 57 ist von der Anode der Röhre 36 aus in Reihe mit einem Kondensator 58 mit dem Steuergitter der Röhre 53 verbunden. Die Gitterableitung 59 dieses Steuergitters ist an + gelegt. Ein Ende der Sekundärwicklung des Übertragers 34 ist an die Kathode 54 der Röhre 53 und das andere Ende an eine Gleichrichtervorrichtung angeschlossen. Diese besteht aus einer Diode 60, deren Anode mit der genannten Sekundärwicklung verbunden und deren Kathode über einen Widerstand 61 geerdet ist, dem ein Kondensator 62 parallel geschaltet ist. Um eine bestimmte Vorspannung an der Gleichrichtervorrichtung zu erhalten, ist die Anode der Diode 60 über einen Widerstand 63 geerdet, zu dem die Reihenschaltung einer Diode 64 und eines Wider-Standes 65 parallel liegt. 66 ist ein stabiler Oszil-

lator bekannter Bauart, dessen Frequenz geregelt werden kann und der Impulse an das Steuergitter der Röhre 67 anlegt. Die Anode dieser Röhre ist direkt mit + verbunden, während die Kathode über einen Widerstand 68 an — liegt. Die Kathode der Röhre 6y ist außerdem mit der Kathode einer Diode 69 verbunden, deren Anode geerdet ist. Die Kathode der Röhre 67 ist auch über einen Kondensator 70 an das Schirmgitter der Röhre 37 angeschaltet.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: An 31 wird eine phasenmodulierte Mehrkanalimpulsfolge angelegt, bei der die Übertragungsfrequenz der Impulsfolge eines Einzelkanals gleich / ist. Die Synchronisierimpulse der Impulsfolge werden bis zur maximalen Zeitverschiebung im Synchronisierkanal mit der halben Übertragungsfrequenz //2 moduliert. Man vergleiche Fig. 2, A, in der die Synchronisierimpulse zwecks Unterscheidung von den anderen Kanalimpulsen schraffiert gezeichnet sind. Das Modulationsverschiebungsintervall eines Kanalimpulses ist mit t₁ und das Sicherheitsintervall mit t₂ bezeichnet. Die phasenmodulierte Impulsfolge wird mit der Kathodenkopplung über die Röhre 32 verstärkt und gelangt in Form positiver Impulse über den Kondensator 52 an das Schirmgitter der Röhre 36 des Multivibrators. Man nehme an, daß diese Röhre leitet, während die Röhre 37 sperrt. Dann, entsteht ein Spannungsabfall an dem Widerstand 48 infolge des Schirmgitterstromes. Es sei angenommen, daß dieser Spannungsabfall z.B. 2 Volt beträgt. Somit hat die Diodeso eine Vorspannung von 2VoIt und ist stromundurchlässig. Wenn ein positiver Impuls mit einer Amplitude von beispielsweise 30 Volt über den Kondensator 52 angelegt wird, vergrößert sich die Spannung des Schirmgitters zunächst um 2 Volt, wodurch die Diode 50 leitend wird. An dem Kondensator 52 tritt eine Spannungsdifferenz von 28 Volt auf, und wenn die hintere (nacheilende) Kante des positiven Impulses auftritt, vermindert sich die Spannung des Schirmgitters um 28 Volt in bezug auf die Höhe der Schirmgitter spannung, die vorhanden war, bevor der Impuls auftrat. Durch geeignete Bemessung der Kopplungsbauteile ist es dann möglich, den Multivibrator zu veranlassen, in den anderen stabilen Zustand überzugehen, bei dem die Röhre 36 sperrt und die Röhre 37 infolge dieser Spannungsherabsetzung leitet. Von dem Generator 66 wird eine Impulsfolge erhalten, die eine Frequenz hat, die etwas kleiner als η · f ist, wobei η die Anzahl der Kanäle einschließlich des Synchronisierungskanals und f die Übertragungsfrequenz einer einzelnen phasenmodulierten Kanalimpulsfolge ist (vgl. Fig. 2, B). Die von dem Generator 66 erhaltene Impulsfolge wird in der Röhre 67 verstärkt und über den Kondensator 70 an das Schirmgitter der Röhre 37 angelegt. Sie bewirkt, daß der Multivibrator beim Auftreten der hinteren Kante eines Impulses in den Zustand zurückkehrt, in dem die Röhre 36 leitend ist und die Röhre 37 sperrt. Es werden dann gemäß Fig. 2, C an der Anode der Röhre 36 und dadurch auch am Gitter der Röhre 53 Impulse erhalten, deren vordere Kanten mit den hinteren Kanten der Impulse der phasenmodulierten Impulsfolge 2 A und deren hintere Kanten mit den hinteren Kanten der Impulse der Impulsfolge 2 B von dem Impulsgenerator 66 zusammenfallen. Somit besteht die Impulsfolge 2 C aus Impulsen, deren Dauer oder Länge sich gemäß den gegenseitigen Stellungen der Impulse der Impulsfolgen 2 A bzw. 2 B ändert. Falls mit Hilfe des Übertragers 34 die Impulse der Impulsfolgen 2 A und 2 C in geeigneten Verhältnissen addiert werden, z. B. mit denselben Amplituden, wird die Impulsfolge D erhalten.

Es sei angenommen, daß die Amplitude der Impulsfolge A gleich der Amplitude der Impulsfolge C ist, wobei die letztgenannte Amplitude z. B. V₁ Volt ist. Wie in Fig. 2, D dargestellt ist, ist die Impulsfolge D die Summe der Impulsfolgen A und C und erhält dann eine Maximalamplitude von V₁ Volt. Dies gilt unter der Voraussetzung, daß die hinteren Kanten der Impulse der Impulsfolge B zuletzt am Ende des Sicherheits-Intervalls liegen.

Falls die hinteren Kanten der von dem Impulsgenerator 66 erzeugten Impulse etwas vor dem Ende des Sicherheitsintervalls liegen (vgl. Fig. 2, B), erreicht die Anodenspannung der Röhre 26 einen s° solchen Wert, wie in Fig. 2, C₁ dargestellt. Dadurch, daß diese Impulsfolge zu der phasenmodulierten Impulsfolge 2 A addiert wird, wird die Impulsfolge 2 D₁ erhalten, deren größte Amplitude V₁ Volt list.

Falls die hinteren Kanten der von dem Impulsgenerator 66 erzeugten Impulse hinter dem Ende des Sicherheitsintervalls liegen (vgl. Fig. 2,B₂), hat die Anodenspannung der Röhre 36 eine solche Form, wie in Fig. 2, C₂ dargestellt. Dadurch, daß diese Impulsfolge zu der phasenmodulierten Impulsfolge 2A addiert wird, wird die Impulsfolge 2D₂ erhalten. Hierbei werden die Synchronisierimpulse, die ihre früheste Stellung in dem Modulationsintervall haben, in solcher Weise zu der Impulsfolge C₂ addiert, daß die Amplitude der Impulsfolge D₂ zu diesen Zeiten die Amplitude 2 V₁ statt V₁ erhält. Außer den Synchronisierimpulsen werden auch die Kanalimpulse, die ihre früheste Stellung in dem Modulationsintervall haben, zu der Impulsfolge C₂ in derselben Weise addiert. In Fig. 2, JS₃ ist ein Fall dargestellt, in dem die hinteren Kanten der Impulse von dem Impulsgenerator 66 nach dem Beginn des Modulationsintervalls, aber nicht so spät wie in dem vorhergehenden Fall nach Fig. 2, B₂ auftreten. Hierbei erreichen die Amplituden der sich ergebenden Impulsfolge D_ä auch den Wert 2 V₁ wie in dem vorhergehenden Fall, wobei aber die Länge der Teile der Impulsfolge D₃, welche die Amplitude 2 V₁ haben, kleiner ist als in dem vorhergehenden Fall. Wenn ein phasenmodulierter Impuls seine frühest mögliche Lage einnimmt, ist die Dauer oder Länge des Teiles der Impulsfolge D₃, der die Amplitude 2 V₁ hat, gleich dem Teil des Impulses von dem Impulsgenerator 66, wobei dieser Teil nach Beginn des

Modulationsintervalls auftritt. Wenn die Impulse in einem praktischen Fall geneigte Kanten haben, verändert sich auch die Amplitude der Teile der Impulsfolge D₂ oder D₃, welche den Wert V₁ Volt überschreitet, ununterbrochen mit der Stellung der Impulsfolge A im Verhältnis zu der Impulsfolge B₂ oder B₃. Die Energie der Teile der Impulsfolge D₂ oder D₃, die den Wert V₁ Volt überschreiten, kann benutzt werden, um dem Generator 66 eine ίο Regelspannung zu geben, welche bewirkt, daß die Stellung der Impulsfolge B in bezug auf A blockiert wird.

Die Verwertung der Energie der Teile der Impulsfolge D, die den Wert F₁VoIt überschreiten, können gemäß Fig. r in solcher Weise vorgenommen werden, daß die Impulsfolge D an die Gleichrichtervorrichtung angelegt wird, die aus der Diode 60, dem Widerstand 61 und dem Kondensator 62 besteht. Durch die Diode 64 und die Widerstände ao 63 und 65 wird eine negative, mittlere Gleichspannung erhalten, die gleich der Amplitude V₁ ist. Diese Gleichspannung verhindert so lange eine Gleichrichtung durch die Diode 60, wie die Amplitude der an diese Diode angelegten Impulsfolge den Wert V₁ Volt nicht überschreitet. Falls die Amplitude der angelegten Impulsfolge den Wert V₁ Volt überschreitet, werden diese " Teile von der Diode 60 gleichgerichtet, und die erhaltene Gleichspannung wird nach Siebung an den Generator 66 zur Vergrößerung von dessen Frequenz angelegt, bis die Teile der Impulsfolge, die die Spannung V₁ überschreiten, verschwinden oder sehr klein werden, wodurch dann eine Synchronisierung erhalten wird.

Die Regelung der Phase kann offenbar bei jedem Impuls auftreten, der seine Stellung in dem Modulationsintervall hat, unabhängig davon, ob dieser Impuls ein Synchronisierimpuls ist oder nicht. Der Synchronisierimpuls, der für jede andere Wiederholungsperiode die am spätesten mögliche Lage in dem Modulationsintervall hat, trägt nicht zur Phasenregelung bei. Es könnte der Synchronisierimpuls auch ein Impuls sein, der von einer Gleichspannung zu der frühest möglichen Lage in dem Modulationsintervall moduliert ist, wenn er nur zur Regelung der Phase einer lokal erzeugten Impulsfolge geeignet ist, deren Impulsfolgefrequenz dieselbe wie die Impulsfolgefrequenz der Mehrkanalimpulsfolge gemäß Fig. 2, A ist. Diese Forderung kann in gewissen Fällen genügend sein, falls gewünscht wird, die phasenmodulierten Impulse in amplitudenmodulierte Impulse umzusetzen, z. B. in einer Relaisstation. Sie ist aber nicht genügend, falls gewünscht wird, die Auswahl von den verschiedenen Einzelkanalimpulsfolgen zu den richtigen ■ Kanaldemodulatoren zu steuern. In einem solchen Fall ist e„. vorteilhaft, die Synchronisierimpulsfolge bis an die Grenzen des maximal Erlaubten mit der halben Impulsfolgefrequenz moduliert zu haben.

In der oben beschriebenen Vorrichtung wurde der Multivibrator dazu veranlaßt, von einem Zustand in den anderen zu den Zeitpunkten der hinteren Kanten der blockierenden Impulse überzuspringen. Es ist auch möglich, eine solche Multivibratorkopplung zu verwenden, daß der Multivibrator veranlaßt wird, gleichzeitig mit den vorderen Kanten der blockierenden Impulse überzuspringen. In diesem Fall wird eine Regelspannung in ähnlicher Weise wie vorher erhalten, wobei der absolute Wert dieser Spannung größer ist, wenn der örtliche Impulsgenerator 66 seine Frequenz vergrößert. In diesem Fall sollte der örtliche Impulsgenerator eine etwas höhere Frequenz haben als der Wert n-f, wobei η die Anzahl der Kanäle einschließlich des Synchronisierkanals und f die Übertragungsfrequenz einer Einzelkanalimpulsfolge in der phasenmodulierten Impulsfolge ist.

Eine Synchronisierung wird auch erhalten, falls die Synchronisierimpulsfolge auf ihre maximal zulässige Zeitverschiebung durch einen anderen Faktor der Übertragungsfrequenz als einhalb moduliert wird, wie hierbei beschrieben wurde. Es- wird aber eine größere Regelspannung an dem örtlichen Impulsgenerator erhalten, wenn eine Modulation mit der halben Übertragungsfrequenz verwendet wird. Hinsichtlich der Dauer oder Länge der Impulse, sollte die Summe der Dauer oder Länge eines phasenmodulierten Impulses nach Fig. 2, A und der Dauer oder Länge eines Impulses von dem Impulsgenerator 66 nach den Fig. 2, B bis .B₃ kleiner als das Sicherheitsintervall der phasenmodulierten Impulsfolge sein, wobei diese Längen auf der Grundlinie gemessen werden. Zweckmäßigerweise kann diesen beiden Impulsen dieselbe Dauer oder Länge gegeben werden.

Möglicherweise kann zu der Synchronisiervorrichtung eine Vorrichtung 71 (vgl. Fig. 1) hinzugefügt werden, die so eingerichtet ist, daß sie amplitudenmodulierte Impulse liefert. An der Kathode 54 der Röhre 53 treten Impulse auf (vgl. Fig. 2, C bis C₃), die dauer- oder längenmodultert sind gemäß der Phasenmodulation der entsprechenden Kanalimpulse. Diese längenmodulierten Impulse können so eingerichtet sein, daß sie in bekannter Weise einen Kondensator in der^ Vorrichtung 71 aufladen, wobei dieser Kondensator danach von einer Vorrichtung mit konstantem Strom entladen wird. Die Spannung an diesem Kondensator wird dann in gleichen zeitlichen Abständen von einem Schalter geprüft, der durch Impulse von dem Impulsgenerator über die Kathode 67 gesteuert wird. Während der Prüfzeiten wird die Kondensatorspannung über den Schalter an eine Ausgangsklemme gelegt, an der somit amplitudenmodulierte Impulse erhalten werden, wobei diese gemäß der Längenmodulation der entsprechenden längenmodulierten. Impulse amplitudenmoduliert sind.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung zur Synchronisierung eines Empfängers mit dem Sender in einer Impuls-Multiplex-Fernmeldeanlage, bei der die Impulse jedes Kanals phasenmoduliert sind und die Synchronisierimpulse, welche dieselbe

   Impulsfolgefrequenz haben wie die Impulse eines Einzelkanals, mit der maximal zulässigen zeitlichen Verschiebung der Impulse im Synchronisierkanal durch eine Modulationsfrequenz phasenmoduliert sind, die als ganzzahliger Faktor in der Impulsfolgefrequenz der Synchronisierimpulse enthalten ist, gekennzeichnet durch einen bistabilen Multivibrator (36, 37), der so eingerichtet ist, daß er in eine Richtung durch die phasenmodulierten Impulse (Fig. 2, A) und in d!ie andere Richtung- durch Impulse eines zusätzlichen Impulsgenerators (66) umgeschaltet wird, wobei die Frequenz der letztgenannten Impulse der Anzahl der Kanäle der phasenmodulierten Impulsfolge multipliziert mit der Impulsfolgefrequenz eines einzelnen Impulskanals entspricht, sowie durch eine Additionsvorrichtung (34), welche die Spannungswellenform (Fig. 2, C, C₁ bis C₃) an einer der Anoden des Multivibrators zu den phasenmodulierten Impulsen (Fig. 2, A) addiert", um eine zusammengesetzte Impulsfolge (Fig. 2, D₁ D₁ bis D₃) zu erhalten, wobei dieser Spannungswellenform angenähert dieselbe Amplitude gegeben wird wie den phasenmodulierten Impulsen, derart, daß diese Amplitude einen bestimmten Amplitudenpegel nicht überschreitet, und durch eine Gleichrichtervorrichtung (60 bis 65), die von der zusammengesetzten Impulsfolge (Fig. 2, D, D₁ bis D₃) gespeist wird und nur die Teile dieser zusammengesetzten Impulsfolge hindurchläßt, die den festgelegten Amplitudenpegel überschreiten und die eine Regelspannung liefern, deren Amplitude von der Frequenz und der Phase der Impulse des zusätzlichen Impulsgenerators (66) abhängt, wobei die Regelspannung so eingerichtet ist, daß sie die Frequenz dieses zusätzlichen Impulsgenerators ändert, bis Synchronismus besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Umsetzung von phasenmodulierten Impulsen in amplitudenmodulierte Impulse, gekennzeichnet durch einen Kondensator, der so angeordnet ist, daß er von den dauer- oder längenmodulierten Impulsen geladen wird, die von einer der Anoden des Multivibrators erhalten werden, und durch eine Vorrichtung zur Entladung mit konstantem Strom, die so eingerichtet ist, daß sie den Kondensator entladet, mit dem ein Schalter, der durch Impulse von dem Impulsgenerator gesteuert wird, in einer solchen Weise verbunden ist, daß die Spannung an diesem Kondensator in gleichen Intervallen geprüft wird, wodurch amplitudenmodulierte Impulse erhalten werden, die entsprechend der Längenmodulation der entsprechenden längenmodulierten Impulse amplitudenmoduliert sind.

   Angezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 273 565;
   österreichische Patentschrift Nr. 167 808.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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