-
Empfangsanordnung für eine Mehrkanalimpulsnachrichtenanlage Die Erfindung
betrifft Anordnungen für die Umformung zeitmodulierter elektrischer Impulse in dauermodulierte
Impulse.
-
Derartige Anordnungen werden für die Demodulierung der -empfangenen
Impulsfolgen bei Impulsnachrichtenanlagen verwendet.
-
Bei bisher verwendeten Anordnungen für die Umformung zeitmodulierter
Impulse in dauermodu. lierte Impulse wurde ein Multivibratorkreis mit zwei stabilen
Lagen verwendet, welcher aus zwei Röhren bestand, die so geschaltet waren, daß die
Anode jeder Röhre über eine Kapazitätswiderstandsanordnung mit dem Steuergitter
der anderen Röhre verbunden war. Für die Auswahl der geeigneten Kanalimpulse werden
bei dieser Anordnung Torimpulse angelegt, um den Multivibrator anzustoßen, so daß
er bei dem nächsten zeitmodulierten Impuls in seine zweite Lage kippt und durch
die hintere Kante des Torimpulses zurückgekippt wird. Vom Multivibrator wird dann
ein rechteckiger Impuls erhalten, dessen Dauer durch die Auftrittszeit des Kanalimpulses
bestimmt ist.
-
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Ausgangsimpuls vom Multivibrator
manchmal nach dem Verschwinden des Torimpulses fortdauert, wenn die Schaltung nicht
ganz genau eingestellt ist.
-
Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, bei der an Stelle von längenmodulierten
Impulsen jeweils nur zum Auftrittszeitpunkt der Vorder- und Rückflanke je ein Impuls
übertragen wird (Doppelimpulsmodulation). Diese Impulse betätigen empfangsseitig
eine bistabile Kippschaltung, so daß damit
die ursprünglichen längenmodulierten
Impulse wieder hergestellt werden. Es ist .auch bekannt, nur einen der beiden Impulse,
und zwar den mit veränderlicher Phasenlage (Pulsphasenmodulation) zu übertragen,
während die zu regelmäßigen Zeitabständen .auftretenden, die festen Impulskanten
darstellenden Impulse empfangsseitig wieder zugesetzt werden. Zur Auswahl der einzelnen
Kanäle werden dabei aus den Synchronisiermpulsen Torimpulse abgeleitet, die mit
Hilfe besonderer Kanalverteller in die den einzelnen Kanälen zugeordneten Zeiträume
verschoben werden. Zur Umwandlung der phasenmodulierten Impulse in. längenmodulierte
Impulse ist je Kanal eine Torröhre vorgesehen, die durch den Torimpuls für die Zeitdauer
etwa einer Kanalperiode entsperrt, den Kanalimpuls an eine bistabile Gleichstromkippschaltung
durchläßt, die dadurch gekippt wird. Aus dem Torimpuls wird dann durch D.ifferentiation
der Vorder- oder Rückflanke ein Kippimpuls für die Gleichstromkippschaltung abgeleitet.
Dadurch entstehen an dieser bistabilen Kippschaltung wieder längenmodulierte Impulse,
die in üblicher Weise in den ursprünglichen Nachrichteninhalt umgewandelt werden.
-
Derartige Anordnungen, die direkt mit den im Kanalverteiler verschliffenen
Torimpulsen arbeiten, haben wesentliche Nachteile bezüglich des übersprechens zwischen
den Kanälen, der Rauschempfindlichkeit und der Demodulationsverzerrungen.
-
Diese Nachteile werden in einer Empfangsanordnung für eine Mehrkanalnachrichtenanlage
für Pulsphasenmodulation mit Synchron@sierzeichenübertragung, bei der aus den Synchronisierzelchen
Kanaltorimpulse abgeleitet werden, die zyklisch aufeinanderfolgend in den den einzelnen
Kanälen zugeowdneten Zeiträumen auftreten, gemäß der Erfindung dadurch beseitigt,
daß aus den Synchroniserzeichen weiterhin eine Taktvmpulsreihe abgeleitet wird,
deren rechteckige Einzelimpulse in die Kanalper@oden fallen und bei der jedem Kanal
eine normalerweise gesperrte Torrähre zugeordnet ist, der die gesamte Taktimpulsreihe
und der dem betreffenden Kanal zugeordnete Kanaltorimpuls zugeführt werden, und
die bei gleichzeitigem Auftreten eines Takt- und eines Torimpulses entsperrt wird,
so daß tim Ausgangskreis mit der Entsperrung ein Impuls beginnt, daß ferner jedem
Kanal eine normalerweise gesperrte Wählerröhre zugeordnet ist, an der die gesamte
empfangene Mehrkanalimpulsfolge liegt, daß der an der Torröhre entstehende Impuls
als. Wählerimpuls derart der Wählerröhre zugeführt wird, da,ß der nächste an dieser
Röhre eintreffende phasenmodulierte Kanalimpuls die Röhre kurzzeitig öffnet, .so
daß im Ausgangskreis ein kurzer Sperrimpuls auftritt, der der Torröhre zugeführt
wird, daß der in ihrem Ausgangskreis bei stehende Impuls beendet wird und damit
gleichzeitig &;:e Wählerröhre wieder völlig gesperrt wird, und daß der nunmehr
längenmodulierte Impuls vom Ausgang der Torröhre der nächsten Demodulationsstufe
zugeführt wrid.
-
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt :eine schematische Schaltung eines Ausführungsbeispieles; Fig. 2 zeigt
einte Abänderung von Fig. i mit gewissen vorteilhaften Merkmalen; Fiig. 3 zeigt
ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkumigsweise der Anordnung in Fig. i.
-
In der Schaltung nach Fig; i wird eine Mehrkanalimpulsfolge .an die
Eingangsklemmen i und 2 angelegt, wobei .die Klemme 2 mit Erde verbunden ist. Diese
Mehrkanalimpulsfolge enthält alle zusammentgeschachtelten einzelnen Kanalimpulsfolgen,
wobei jede Folge in t?bereinstimmung mit einem .entsprechenden Signal zeitmoduliert
ist. Eine dieser Folgen wird gewöhnlich für Synchronisierungszwecke verwendet und
trägt dann keine Nachricht.
-
Die Anschlußklemme i ist über einem Blockkoudensator 3 mit dem Steuergitter
einer Kanalwählerröhre q. verbunden, welche durch eine Torröhre 5 so gesteuert wird,
daß sie nur auf die Impulse des besonderen auszuwählenden Kanals anspricht. Die
Torröhre 5 selbst wird durch eine Folge von Torimpulsen. gesteuert, die dieselbe
Wiederholungsfrequenz wie die Synchronislerimpulse haben und die von einem geeigneten
Abgriffpunkt auf einem Verzögerungsnetzwerk (nicht gezeigt) abgeleitet werden, an
welches die Synchronmsierympuls;e (oder örtlich erzeugte Impulse, die durch die
Synchronismerimpuls,e synchronisiert sünd) angelegt werden. Diese Torimpulse werden
mit positiver Polarität an die Anschlußklemine 6 angelegt und dann über einen Blockkondensator
7 und einen Widerstand 8 .au, das Steuergitter der Torröhre 5. Wenn die Torimpulsie
bieträchtlich von; der gewünschten rechteckigem Form abweichen, was besonders der
Fall ist, wenn sie von einem Verzögerungsnetzwerk abgeleitet wurden, wird eine Folge
von örtlich erzeugten genau rechteckigen Taktimpulsen mit positiver Polarität .an
die Klemme 9 angelegt, welche über einen Blockkondensator io und die Diode i i mit-
dem Steuergitter der Röhre 5 verbunden. Ist. Wenn N dile Gesamtzahl der Kanäle ist
einschUeßlich des Synchronisierungskanals, dann. sollte die Wiederholungsfrequenz
der Taktimpulse NF/2 sein, wobei F die Wiederholungsfrequenz der 'Synchronisierimpulse
ist. Die Dauer jedes Taktimpulses sollte i/NF sein.
-
Tatsächlich werden, zwei getrennte Folgen von Taktimpulsen benötigt,
die i 8o' phasenverschoben sind. Eine Folge wird für di,e gradzahligen Kanäle und
die andere Folge für die ungradzahligen Kanäle verwendet. Die Verwendung zweier
solcher Folgen von Taktimpulsen ist bekannt.
-
Die Anode der Diode z i ist mit dem Steuergitter der Röhre 5 und ihre
Kathode ist über einen Widerstand 12 mit Erde verbunden.. Der Verbindungspunkt der
Elemente 7 und 8 ist über einen Widerstand 13 mit Erde verbunden. Wie später ausführlicher
erläutert wird; ist die Röhre ¢ so viel über den Grenzpunkt vorgespannt, daß sie
nicht auf die Kanalimpulse anspricht, wenn sie nicht einen Wählerimpuls von der
Torröhre 5 empfängt und die Torröhre 5 erzeugt den Wählerimpuls nur, wenn ein Taktimpuls
mit einem Torimpuls koinzidiert. Die
Röhre q. spricht auf den nächsten
Kanalimpuls an, nachdem diese geöffnet worden ist und erzeugt einen kurzen negativen
Impuls, welcher an die Torröhre 5 angelegt wird und dieselbe sperrt, so daß die
Torröhre einen rechteckigen Ausgangsimpuls erzeugt, dessen vordere Kante mit der
vorderen Kante des -entsprechenden Taktimpulses koinzid:@ert und dessen hintere
Kante mit dem Kanalimpuls übereinstimmt. Diese Ausgangsimpulse werden über einen
Blockkondensator 1 ¢ an ein Tiefpaßfilter 15 geeignetr Bauart angelegt, welches
als Demodulator dient. Die Ausgangsimpulse sind in übereinstimmung mit der Zeitphasenmodulation
der ursprünglichen Kanalimpulse zeitdauermoduliert und können in der üblichen Weise
durch das Filter demoduliert werden. Die dauermodulierten Aus.-gangsimpulse haben
im Gegensatz zu den gewöhnlichen Impulsdemodulatoren feste vordere Kanten.
-
Die Anschlußklemmen für die Spei@sespannungsqu:elle (nicht gezeigt)
für die Röhren q und 5 sind 16 und 17, wobei 17 geerdet ist. Die Anode der Röhre
5 ist mit dem Anschluß 16 über zwei Widerstände 18 und i g verbunden, deren Verbindungspunkt
mit dem Blockkondensator 1 ¢ verbunden ist. Die Kathode dieser Röhre ist über einen
Vorspannungswi,derstand 2o, welcher durch einen Kondensator 2i überbrückt ist, mit
Erde verbunden. Das Fanggitter ist über einen Widerstand 22 ebenfalls mit Erde verbunden.
Der gestrichelt gezeichnete, Kondensator 23 stellt die Kapazität des Fanggitters
und der Verbindungsleitungen nach Erde dar. Die Anode der Röhre q. ist mit dem Anschluß
16 über einen Widerstand 2¢ verbunden und die Kathode ist durch die Verbindung mit
dem Verbindungspunkt der Widerstände 25 und 26, die im. Serie zwischen den Anschlüssen
16 und 17 liegen, positiv vorgespannt. Das Fanggitter dieser Röhre ist direkt mit
Kathode verbunden und das Steuergitter ist über den Widerstand 27 'mit Erde verbunden.
-
Die Schirmgitter der Röhren ¢ und 5 sind mit dem Ans:chluß 16 über
die Widerstände 28 und 29 und mit Erde über die Kondensatoren 30 und 31 verbunden.
-
Die Anode der Röhre q. ist mit dem Fanggitter der Röhre 5 über einen
Blockkondensator 32 und über eine Diode 33 verbunden, deren Anode am Fanggitter
liegt. Die Anode der Röhre 5 ist über einen Blockkondensator 34 an die Kathode der
Röhre q. geschaltet.
-
Die Wirkungsweisse der Schaltung wird in bezug auf Fvg.3 erläutert.
Die Kathodenvorspannung der Röhre 5 soll so groß sein, daß diese Röhre nur geöffnet
wird, wenn ein an den Ans.chluß 6 angelegter Torimpuls zur selben Zeit wie ein an
den Anschluß g angelegter Taktimpuls auftritt. Eimer der Torimpulse ist bei a in
Fig.3 gezeigt. D'-,es:er Impuls wird in seiner Auftrittszeit durch ein Verzö:gerungs:
netzwerk so synchronisiert, daß er die Auswahl eines Impulses des zu demodulierenden
Kanals verursacht. Der Torimpuls wird beim Durchtritt durch das Netzwerk gewöhnlich
:etwas verzerrt, wie dies in Ff,. 3, a dargestellt ist. Die rechteckigen Taktimpulse
sind bei b (Fg.3) gezeigt. Die vordere Kante von jedem der Impulse erhöht :das Potential
des Gitters der Röhre 5 bis fast zum Grenzpunkt ohne jedoch die Röhre zu öffnen.
Dadurch kann der Torimpuls das Gitterpotential zur Zeit 35 (Fig.3) genügend über
den Grenzpunkt erhöhen, und wenn die Gitter-Zeitkonstante der Röhre kurz ist, wird
an der Anode der Röhre die vordere Kante eines praktisch rechteckigen negativen
Ausgangsimpulses erzeugt, wie bei 36 in Kurve c (Fig. 3) gezeigt ist.
-
Die Röhre ¢ .soll so vorgespannt sein, daß sie nicht .auf die Kanalimpulse
(gezeigt bei @d, Fig.3) anspricht, welche an die Anschlußklemm:e i angelegt werden.
Der von der Anode der Röhre 5 entnommene negative Impuls wird über den Blockkondensator
34. an die Kathode der Röhre q. angelegt und verringert die Vorspannung, so daß
die Röhre auf den nächsten Kanalimpuls (Fig.3, d) anspricht. Dadurch wird das Anodenpotential
der Röhre q. plötzlich verringert, und ein sehr kurzer, negativer differenzierter
Impuls wird über den Blockkonden-$ator 32 und die Diode 33 an das Fanggitter der
Röhre 5 angelegt und beendet den negativen Innpuls (c, Fig. 3) zur Zeit 38, welche
mit :dem Kanalimpuls 37 koinzidiert. Der A;n.s.ti:eg des Anodenpotentials der Röhre
5 wird zu dieser Zeit an die Röhre übertragen und begrenzt diese Röhre, so daß beide
Röhren wieder im ursprünglichen Zustand sind. Der bei c (Fig. 3) gezeigte Ausgangsimpuls
wird an das Filter 15 angelegt, und seine Dauer hängt von der Auftrittszeit des
entsprechenden Kanallmpulses 37 ab. Auf diese Weise hat der Ausgangsimpuls eine
feste vordere Kante und eine veränderliche hintere Kante. Es wird darauf aufmerksam
gemacht, daß beim Fehlen irgendeines Kanalimpulses der Ausgangsimpuls c zur Zeit
39 beendet wird, da er durch die hintere Kante des entsprechenden Taktimpulses
,abgeschlossen wird, -so daß, wenn die Kanalimpulse unterdrückt sein sollten, eine
Folge von Ausgangsimpulsen konstanter Breite an das Demodulationsfnlter 15 angelegt
wird.
-
Die Teile des Torimpulses (Fig.3, a) zwischen den Zeiten ¢o und 35
und zwischen .den Zeiten 39 und ¢1 haben keine Wirkung auf die Röhre 5, da der entsprechende
Taktimpuls zu diesen Zeiten nicht vorhanden ist und demzufolge die Röhre nicht ansprechen
kann. Wenn der an die Röhre angelegte Torimpuls eine genügende Amplitude aufweist,
wird eine sehr scharfe vordere Kante 36 für den Ausgangsimpuls erhalten, und wenn
die Röhre ¢ eine kurze Gitter-Zeitkonstante hat und die daran angelegten Kanalimpulse
eine genügende Amplitude haben, wird gleichfalls eine sehr scharfe hintere Karrte
38 :erzeugt.
-
Die Diode 33 dient dem Zweck, die Röhre 5 während der Periode zwischen
der hinteren Kante 38 des Ausgangsimpulses und der hinteren Kante des Taktimpulses
im undurchlässigen Zustand zu halten. Der an das Fanggitter über die Diode 33 angelegte
kurze Differenzialimpuls lädt die gestrichelt gezeichnete Kapazität 23 des Fanggitters
negativ auf, und beim Verschwinden des Differenzialimpulses
wird
die Diode gesperrt, und die Kapazität 23 kann sich dann nur langsam über den hochohmigen
Widerstand 22 entladen. Dadurch wird das Fanggitter negativ gehalten, wodurch die
Röhre 5 gesperrt gehalten wird. Zwischen das Fanggitter und Erde könnte ein kleiner
Kondensator geschaltet werden, wenn die Fanggitterkapazität nicht genügend groß
ist, aber dies ist gewöhnlich nicht notwendig. Die Zeitkonstante des Kreises 22,
23 soll kurz genug sein, damit das Fanggitter das Potential o annehmen kann, ehe.
der nächste Impuls desselben Kanals .ankommt.
-
Es wird klar sein, daß keiner der anderen Kanalimpulse hinter 37 irgendwelche
Wirkung auf die 'Schaltung ausüben kann, da beide Röhren gesperrt sind, ausgenommen
während der Periode, wenn der Torimpuls mit dem Taktimpuls koinzidiert. Die Anordnung
verhindert so praktisch irgendein übersprechen zwischen den verschiedenen Kanälen.
-
Durch eine geringe Abänderung von Fig. i könnteai die Diode i i und
der Widerstand 12 weggelassen werden. Der Kondensator i o könnte in diesem Fall
mit dem Schirmgitter der Röhre 5 verbunden werden und der Überbrückungskondensator
31 könnte durch einen ,geeigneten Widerstand ersetzt werden. Auf diese Weise werden
die Torimpulse und die Taktimpulse an getrennte Gitter der Röhre 5 angelegt. Da
.das Schirmgitter einen merklichen Strom führt, ist der Nachteil dieser Anordnung,
daß die Taktimpulse mit größerer Leistung angelegt werden müssen.
-
Fvg. 2 zeigt .drei kleinere Abänderungen von Fig. i, wobei die Wirkungsweise
praktisch dieselbe bleibt. Gleichen. Elementen in den zwei Figuren sind dieselben
Bezugsziffern -gegeben.
-
Die drei Abänderungen sind folgende: a) Diese Abänderung betrifft
die Kopplungsanordnung zwischen der Anode der Röhre 5 und der Röhre q. und ergibt
bessere Resultate als die entsprechende Anordnung in Fig. i. Die Anode der Röhre
5 ist mit dem Steuergitter der Röhre ¢ übler einen Transformator ¢q. gekoppelt,
dessen Sekundärwicklung durch ,einen Widerstand 45 abgeschloissen ist. Dieser Transformator
soll so geschaltet sein, daß ein positiver Impuls an das Steuergitter abgegeben
wird, wenn die Röhre 5 durchlässig ist. In diesem Fall ist @es auch vorzuziehen,
den Kathodenvorspannungswiderstand 26 durch einen Überbrückungskondensator 46 zu
shunten, um eine Gegenkopphmg zu vermeiden, die anderersieits durch diesen Widerstand
eingeführt würde.
-
Die Elemente 3 und 27 sind in,diesem Fall mit dem Fanggitter verbunden,
so daß die Kanalimpulse vom Ansehluß i an das Fanggitter anstatt das Steuergitter,
wie im. Fig. i, angelegt werden. Das Fanggitter ist in diesem Fall von der Kathode
getrennt.
-
Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß durch Anlegung der Wählerimpulse
an das Steuergitter der Röhre q. die Röhre für die ganze Periode zwischen benachbarten
Wählerimpulsen vollkommen gesperrt ist, so daß die während dieser Periode ankommenden
Kanalimpulse keinen Schirmgitter- oder ` Fatnggitterstrom erzeugen können, wodurch
ein Übersprechen zwischen den Kanälen verhindert wird.
-
Die Anlegung der Wählerimpulse und der Kanalimpulse an die Wählerröhre
¢ auf die beschriebene Weise, ist deshalb vorzuziehen.
-
Die übrigen in Fi@g.2 gezeigten Abänderungen sind von .geringerer
Wichtigkeit und sind folgende: b) Die Diode 33 ist mit dem Steuergitter der Röhre
5 verbunden anstatt mit dem Fanggitter. Der übliche Gitterableitwiderstand ist 42,
und der gestrichelte Kondensator 43 stellt die Steuergitterkapazität där, welche
in gleicher Weise arbeitet wie die Fanggitterkapazität 23 von Fig. i. Dies macht
es möglich, da:ß die Takt- und Torimpulse. an das Fanggitter der Röhre 5 anstatt
an das Steuergitter angelegt werden können, und zwar durch Verbindung des Verbindungspunktes
der Elemente 8 und I I mit dem Fanggitter.
-
c) Die Ausgangsimpulse werden von der Kathode der Röhre 5 abgenommen,
indem .der Blockkondensator 14 mit der Kathode anstatt mit dem Verbindungspunkt
der Widerstände 18 und 19 verbunden wird. In diesem Fäll ruß der überbrückungskondensator
21 weggelassen werden.
-
Diese drei Abänderungen sind alle unabhängig voneinander, und irgendeine
von ihnen könnte auch bei Fig. i angewendet werden.
-
An Stelle der Dioden i i und 33 können 3elbstverständlich auch andere
Gleichrichter verwendet werden, wie auch die Erzeugung der Vorspannungen auf andere
als die dargestellte Weise vorgenommen werden kann.
-
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnungen sind kurz folgende:
i. Die . Röhre 5 erzeugt einen rechteckigen Wählerimpuls mit sehr steilen Kanten,
wodurch die für die Kanäle -verfügbare Zeit vergrößert wird. Es kann also :entweder
die Modulationstiefe oder die Anzahl der Kanäle vergrößert werden.
-
2. Die Kanalimpulse sperren beide Röhrengleichzeitig, wodurch die
Möglichkeit eines. Übersprechens zwischen benachbarten Kanälen vermieden wird.
-
3. Die Schaltung bildet keänen Oszillator, und es besteht deshalb
keine Neigung, daß .die Schaltung zufällig betätigt wird oder außerhalb der Periode
des ausgewählten Kanalimpulses weiterschwingt.
-
¢. Bei: bisher vorgeschlagenen Impulsauswahlan.ordnungen werden die
Ausgangsimpulse vom Schirmgitter einer Röhre abgenommen und haben dementsprechend
eine geringe Energie. Durch die Abnahme der Impulse von der Anode oder Kathode wird
einte größere Energie erhalten.
-
5. Bei bekannten Anordnungen war es notwendig, eine ,getrennte Röhre
für die Formung der Aus,-ga-ngslmpulse vorzusehen. Bei der vorliegenden Erfindung
wird die Formung in .einer befriedigenderen Weise durch die Torröhre ausgeführt,
wodurch die Anzahl der verwendeten Röhren verringert wird.