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Einrichtung zur Filterung einer aus Impulsen verschiedener Breite zusammengesetzten
Impulsreihe
Die Erfindung bezieht sich auf Übertragungsanlagen mit Impulsbetrieb, u. zw. insbesondere auf Einrichtungen zum Empfang und zur Filterung der übertragenen Impulse.
Bei der Verwendung von Impulsen zum Zwecke der Nachrichtenübertragung durch Impulsmodulation oder für Messungen nach dem Rückstrahlprinzip können zwecks beabsichtigter Störung zusätzliche Impulse auf gleicher Trägerfrequenz gesendet werden, welche die Übertragung der Nutzimpulse stören und verfälschen. So können zusätzliche Impulse, die sich in ihrer Form beispielsweise hinsichtlich der Impulsbreite von den Nutzimpulsen unterscheiden, der Trägerwelle hinzugefügt werden, um zu verwirren und die Unterscheidung zu erschweren, welche Impulse für die Nachrichten- übertragung oder Rückstrahlmessung dienen.
Ferner kann man einen Sender so ausbilden, dass er Reihen von verschieden geformten Impulsen erzeugt, von denen jeder einen anderen Nachrichtenkanal darstellt. Hiebei unterscheidet sich jede dieser Impulsreihen von den übrigen hinsichtlich der Impulsbreite oder anderer kennzeichnender Grössen und jede Impulsreihe wird mit einer anderen Nachricht moduliert, wodurch man ein Mehrkanalsystem erhält.
Wenn Impulse, die mit einer Nachrichtmoduliert sind, auf einer vorgegebenen Frequenz oder in bestimmter zeitlicher Folge ausgesendet werden, können störende oder zusätzliche Impulse mit Ausnahme des Überlagerungsfalles durch Empfängersperrung beseitigt werden. Werden jedoch die mit einer Nachricht modulierten Impulse in unregelmässigen Zeitabständen ausgesendet, dann arbeitet diese Frequenz-oder Zeitauswahl durch Empfängersperrung nicht mehr befriedigend.
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, Mittel zu Filterung von modulierten Impulsen, die sich in irgendeiner Form, z. B. in bezug auf ihre Impulsbreite, voneinander unterscheiden, so auszubilden, dass alle Impulse, die von einer vorgegebenen Impulsbreite abweichen, unterdrückt werden. Dabei können auch Impulse mit etwas geneigten Flanken gefiltert werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden die modulierten Impulse beispielsweise zuerst
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positiven und negativen Pulsationen der ersten Reihe zusammengesetzt, so dass sich die umgekehrten positiven Pulsationen mit den negativen, von den Impulsen mit der vorgegebenen Impulsbreite abgeleiteten Pulsationen addieren. Durch eine nachfolgende Amplitudensiebung mit einer Ansprechschwelle, die oberhalb der Amplitude der Pulsationen vor ihrer Zusammensetzung liegt, werden wieder im Ausgang Pulsationen erhalten, die in ihrer zeitlichen Folge den Impulsen mit der gewünschten Impulsbreite entsprechen.
Wegen der gleichzeitigen Umkehrung der ursprünglich negativen Pulsationen treten zusätzliche positive Pulsationen bei der Zusammensetzung auf ; da aber die Amplitudensiebung auf der negativen Seite des impulsförmigen Wellenzuges erfolgt, hat das zusätzliche Auftreten von Pulsationen auf der positiven Seite keine Bedeutung.
Zum besseren Verständnis des Verfahrens nach der Erfindung sollen nun Einrichtungen zu seiner Durchführung unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert werden, von denen Fig. 1 im Blockschema eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Filterung von Impulsreihen und Fig. 2 das Schaltschema der Einrichtung nach Fig. 1 zeigen. Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 und 2. In Fig. 4 ist das Blockschema einer anderen Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben und Fig. 5 zeigt graphisch die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 4.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist angenommen, dass eine mit Hilfe einer üblichen Empfangseinrichtung zu demodulierende impulsmodulierte Welle auf den Eingang 10 der Filtereinrichtung nach der Erfindung wirkt. Eine solche impulsmodulierte Welle kann Impulse verschiedener Breite enthalten, wie das durch die Impulsreihe 12 (Fig. 3) angedeutet ist. Die Impulse der dargestellten Reihe 12 enthalten beispielsweise vier verschieden breite Impulse A, B, C und D. Die zur Auswertung erwünschten Impulse mögen beispiels-
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C und D wäre.
Die Impulsreihe 12 wird zuerst mit Hilfe des Differentiationskreises M, der aus einem Kondensator 14 a und einem Widerstand 14 b besteht, differenziert. Als Ergebnis erhält man abwechselnd positive und negative Pulsationen A1 und A2, Bi und B2 usw. für jeden einzelnen Impuls der Impulsreihe 12. Die auf diese Weise erhaltenen positiven und negativen Pulsationen werden einem Multivibrator 16 zugeführt, der im Kathodenkreis der Röhren (Fig. 2) einen veränderbaren Widerstand 17 enthält, so dass der Multivibrator zur Erzeugung von Impulsen 18 vorgegebener Breite bei Eintreffen jeder positiven Pulsation A1, Bi usw. einstellbar ist.
Wenn man den Wider- stand 17 auf einen entsprechenden Wert einregelt, dann kippt nämlich der Multivibrator bei Eintreffen der positiven Pulsationen von dem einen Gleichgewichtszustand in den anderen und durch die am Widerstand 17 auftretende Vorspannung wird er nach dem vorgegebenen Zeitintervall wieder in den ersten Gleichgewichtszustand zurückgesteuert. Hiedurch entstehen Impulse 18 mit einer gewünschten Impulsbreite, und in der Zeichnung ist diese Impulsbreite so gewählt, dass sie mit der Breite der gewünschten Impulse A übereinstimmt.
Der Ausgang 19 des Multivibrators ist wieder an einen differenzierenden Schaltkreis 20 angeschlossen, der einen Kondensator 20 a und einen Widerstand 20 b enthält. Hiedurch werden abwechselnd positive und negative Pulsationen M a ; und 18b gemäss Fig. 3 erzeugt. Die positiven und negativen Pulsationen A1 und A2 usw. und die Pulsationen 18 a und 18 b werden in der Stufe 22 zusammengesetzt, die aus einer Elektronenröhre 23, vorzugsweise eine Pentode, besteht. Die Schaltung dieser Pentode 22 ist so getroffen, dass die beiden Pulsationsreihen gemischt werden und die zeitlich zusammenfallenden Pulsationen sich daher addieren, so dass die resultierenden Pulsationen, sobald sie einen durch Vorspannung der Röhre vorgegebenen Amplitudenwert überschreiten, über die Anodenleitung 25 gelangen können.
Die Zusammensetzung der beiden Pulsationsreihen
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Zeitpunkten, in denen die Impulse A auftreten, die negativen Pulsationen A2 und 18 b zusammensetzen und resultierende Pulsationen 31 ergeben, die grössere Amplitude als die ursprünglichen
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Pulsationen 32, deren Amplituden ähnlich der der negativen Pulsationen 31 ist. Da es erwünscht ist, nur Pulsationen zu erhalten, die den ImpulsenA entsprechen, wird die durch die Linie 34 angedeutete Amplitudensiebung angewendet, so dass im Ausgang Pulsationen 35 auftreten, die zeitlich mit den ImpulsenA zusammenfallen. Wie man erkennt, werden auf diese Weise die unerwünschten Impulse B, C und D unterdrückt und nur die gewünschten Impulse A ausgefiltert.
Wenn die Impulse A in Form einer zeitlichen Versetzung moduliert sind, dann sind auch die Pulsationen 35 im Ausgang in entsprechender Weise zeitlich versetzt und die durch diese Modulation übertragene Nachricht kann daher mit bekannten Mitteln davon abgeleitet werden.
Durch entsprechende Einregelung des Kathodenwiderstandes 17 ist es möglich, Impulse jeder gewünschten Breite auszufiltern.
Wie man erkennt, wird die Filterung der Impulse nach ihrer Impulsbreite dadurch erhalten, dass zu den den Hinterflanken entsprechenden Pulsationen der gewünschten Impulse Pulsationen der gleichen Polarität hinzugefügt
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werden. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel treten an diesen Hinterflanken negative Pulsationen auf und daher haben auch die zusätzlichen Pulsationen negative Polarität. Wenn jedoch von den Hinterflanken positive Pulsationen abgeleitet werden, dann müssen natürlich auch die zusätzlichen Pulsationen positive Polarität haben.
In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungs- beispiel der Erfindung dargestellt. Um zu zeigen, dass die Impulse der ursprünglichen Impulsreihe sich ausser hinsichtlich der Impulsbreite auch hinsichtlich ihrer Form unterscheiden können und doch einwandfrei nach ihrer Impulsbreite ausgefiltert werden können, wurden in der
Impulsreihe 40 Impulse E, F, G und H dargestellt, die sich in ihrer Form, Amplitude und
Breite voneinander unterscheiden. Bei den meisten Übertragungsanlagen werden jedoch Impulse mit im wesentlichen konstanter Amplitude verwendet, während Impulse der in Fig. 5 dargestellten Art nicht gebräuchlich sind.
Die Impulse der dargestellten Form wurden jedoch gewählt, um zu zeigen, dass die Ausfilterung von Impulsen nach ihrer Impulsbreite nach dem erfindungsgemässen Verfahren durch die in Fig. 1 bis 3 oder Fig. 4 und 5 wiedergegebenen Einrichtungen unabhängig von der Impulsform möglich ist. Nimmt man an, dass die Impulse E ausgewertet werden sollen, dann muss die Einrichtung so eingestellt werden, dass sie nur auf Impulse der entsprechenden Breite anspricht.
Das wird erreicht, indem man ein an sich bekanntes, regelbares Verzögerungsglied 45 verwendet.
Die ursprüngliche Impulsreihe wirkt auf den Eingang 42 der Einrichtung, worauf die Impulse in der Stufe 43 differenziert werden, so dass wieder positive und negative Pulsationen EI, E2, F1, F2 usw. auftreten. Diese abwechselnd positiven und negativen Pulsationen wirken auf eine Umkehrstufe 44, in der die positiven Pulsationen in negative und die negativen in positive verwandelt werden. Die umgekehrten Pulsationen werden sodann in Abhängigkeit von der Einstellung des Verzögerungsgliedes 45 zeitlich so verzögert, dass die umgekehrten Pulsationen die durch EIx, E2x und FIx usw. im Diagramm 46 wiedergegebene zeitliche Lage haben.
Die umgekehrten und verzögerten Pulsationen werden sodann mit den positiven und negativen Pulsationen zusammengesetzt, die im Ausgang der differenzierenden Stufe 43 auftreten, u. zw. in einer Kombinationsstufe 47, die ähnlich dem Kreis 22 in Fig. 2 ausgebildet ist. Die Stufe 47 ist also wieder so vorgespannt, dass die resultierenden Pulsationen eine Amplitudenschwelle auf der negativen Seite überschreiten, wie das durch die Linie 48 angedeutet ist. Es entstehen daher Pulsationen Eo, die den gewünschten Impulsen E entsprechen.
Der Grundgedanke der Erfindung wurde an zwei Ausführungsformen erläutert, die jedoch nur als Beispiel anzusehen sind und die Aus- führungsmöglichkeiten der Erfindung nicht erschöpfen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Filterung einer aus Impulsen verschiedener Breite zusammengesetzten Impulsreihe zwecks Unterdrückung der von einer vorgegebenen Impulsbreite abweichenden Impulse, gekennzeichnet durch einen Differentiationskreis zur Erzeugung von Pulsationen der einen (ersten) Polarität entsprechend den Vorderflanken und von Pulsationen der entgegengesetzten (zweiten) Polarität entsprechend den Hinterflanken der Impulse, ferner durch eine Einrichtung zur Erzeugung auswählender Pulsationen mit dieser zweiten Polarität, von denen jede um ein der vorgegebenen Impulsbreite entsprechendes Zeitintervall gegen die Pulsationen der ersten Polarität zeitlich versetzt ist,
und schliesslich durch eine Einrichtung zur Zusammensetzung der Pulsationen sowie durch ein die Pulsationen mit einfacher Amplitude unter- drückendes'Amplitudensieb, wodurch man Pulsationen im Ausgang erhält, die zeitlich mit den Impulsen der vorgegebenen Impulsbreite in der ursprünglichen Impulsreihe zusammenfallen.