<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Mehrkanalverkoden quantisiert zeitmodulierter Impulse
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mehrkanalverkoden quantisiert zeitmodulierter Impulse.
Die Vorteile der Pulskodemodulation (PCM), bei der quantisiert zeitmodulierte Impulse in einem Kode verschlüsselt und in dieser Form übertragen werden, sind hinreichend bekannt : Das Signal-Rauschverhältnis verschlechtert sich nicht beim Fortschreiten von einer Relaisstation zur andern, da in jeder Relaisstation das ursprüngliche Signal ohne Störung wiederhergestellt werden kann ; auch beträchtliche nichtlineare Verzerrungen des Übertragungsweges führen zu keinem Nebensprechen zwischen einzelnen Kanälen ; zur Übertragung genügt im allgemeinen eine viel geringere Energie als bei andern Übertragungssystemen.
Ausser andern Anordnungen zur Umwandlung der Signalmomentanwerte in Kodengruppe ist eine Anordnung zur Umwandlung zeitmodulierter Impulse in Gruppen von Kodeimpulsen bekannt (deutsche Patentschrift Nr. 969435), bei welcher der für die Zeitauslenkung der zu modulierenden Impulse zur Verfügung stehende Zeitraum in eine endliche Anzahl von gleichen Zeitintervallen aufgeteilt ist, wobei jedem dieser Zeitintervalle bzw.
jedem der so gewonnenen diskreten Phasenwerte eine andere Kodegruppe zugeordnet ist, und bei der ausser der Quelle der umzuwandelnden phasenmodulierten Impulse eine Quelle für eine umodulierte Impulsreihe vorgesehen ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass für die diskreten Phasenwerte ihnen entsprechend bemessene aufeinanderfolgende und für eine der beiden Impulsreihen reflexionsfrei passierbare Laufzeitkette mit entsprechenden Anzapfungen vorgesehen ist, dass eine der Anzahl der geforderten Kodeelemente entsprechende Zahl von Ausgängen der Anzapfungen der Laufzeitkette mit je einer aus einer gleichen Zahl von Torschaltungen verbunden ist, und dass eine der beiden Impulsreihen an den Eingang der Laufzeitkette, die andere dagegen direkt an die Torschaltungen gelegt wird,
so dass diese nur bei gleichzeitigem Auftreten eines direkt angelegten und eines von einer Laufzeitkettenanzapfung kommenden Impulses einen ein Kodelement darstellenden Impuls abgeben.
Ferner sind Anordnungen zur Umsetzung zeitmodulierter Impulse in Kodeimpulsgruppen bekannt, bei denen neben den zeitmodulierten Impulsen eine Folge unmodulierter Impulse vorgesehen ist, durch die eine Kette von Generatoren, deren Ausgangsfrequenzen nach Potenzen von 2 gestaffelt sind, gesteuert wird. Aus den Ausgangsspannungen dieser Generatoren werden dann durch Vergleich mit den zeitmodulierten Impulsen in Torschaltungen die entsprechenden Kodeimpulse gewonnen.
Die oben erwähnten bekannten Vorrichtungen beschreiben zwar eine Umsetzung zeitmodulierter Impulse in Kodeimpulsgruppen, geben jedoch keine Anweisung dazu, wie die so gewonnenen Kodegruppen für die Übertragung von Nachrichten ausgenützt werden können.
Die Erfindung beseitigt diesen Mangel und ermöglicht darüber hinaus, die übertragenen Informationen durch einfaches Umschalten des gewählten Kodes oder der zeitlichen Anordnung der übertragenen Kodereihen wirksam geheimzuhalten.
Dies wird in einer Einrichtung zum Mehrkanalverkoden quantisiert zeitmodulierter Impulse mit je einem zentralen Pulsgenerator, der gemeinsam auf alle Kanäle arbeitet und periodische Spannungsimpulse liefert, welche in jedem Augenblick den verschiedenen, zum Verkoden der zu übertragenden zeitmodulierten Impulse erforderlichen Kodeimpulsgruppen entsprechen, erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass für jeden Kanal Schaltanlagen mit einer dem Stellenwert der Kodegruppen entsprechenden Anzahl von Aufladerelais, Speicherelementen und Entladerelais vorgesehen sind, und dass die durch die zeitmodulierten Impulse betätigten Aufladerelais die periodischen Spannungsimpulse aus dem zentralen Pulsgenerator dem betreffenden Speicherelement zuführen und die Entladerealais, die durch besondere Auslöseimpulse aus dem zentralen Pulsgenerator gesteuert werden,
die Ladungen der Speicherlemente bei Zeitstaffelung nacheinander oder bei Frequenz- oder Leitungsstaffelung gleichzeitig der Übertragungsleitung oder den Übertragungsleitungen übergeben.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäss angeordneten Einrichtung zum Dreikanalverkoden zeitmodulierter Im- pulse, Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Fig. l, Fig. 3 eine Übersicht der zeitlichen Reihenfolge der periodischen Spannungsimpulse, Fig. 4 ein Schaltschema einer erfindungsgemäss angeordneten Einrichtung mit einer
<Desc/Clms Page number 2>
Verzögerungsleitung, Fig. 5 und Fig. 7 zwei Ausführungsbeispiele eines zentralen Pulsgenerators zur Bildung periodischer Spannungsimpulse, Fig. 6 und Fig. 8 Zeitdiagramme zu Fig. 5 und Fig. 7.
Fig. 1 stellt ein Beispiel einer erfindungsgemässen Schaltung mit dreistelligem Kode, d. h. mit 8 Amplitudenpegeln, dar. Hierin bedeutet 10 einen zentralen Pulsgenerator und 20, 30, 40 Schaltanlagen, die jedem Kanal zugeordnet sind.
EMI2.1
von Entladerelais 24,34, 44.
Jede Gruppe von Auflade- und Entladerelais besteht aus soviel Relais 221, 222, 223, als der Kode Stellen besitzt. Statt der im Ausführungsbeispiel dargestellten Relais können selbstverständlich auch andere Zeitfilter, z. B. Diodenschalter oder Röhrenschalter'verwendet werden. Die Aufladerelais werden durch die zugehörigen quantisiert zeitmodulierten Impulse der einzelnen Pulsgeneratoren 21, 31, 41 gesteuert. Die Steuerung der Entladerelais erfolgt durch besondere Auslöseimpulse, die von den Klemmen 201, 301, 401 des zentralen Pulsgenerators 10 abgenommen werden.
Jeder von den Pulsgeneratoren 21, 31, 41 erzeugt Pulse, die durch das zugehörige, über die Leitung 92, 93, 94 ankommende Signal zeitmoduliert sind und die nur soviel verschiedene Lagen annehmen können, als es übertragbare Amplitudenpegel gibt.
Der zentrale Pulsgenerator liefert an den Klemmen 111, 112, 113 periodische Spannungsimpulse (Fig. 2), die in jedem Zeitabschnitt, der einer in Fig. 2 durch die Nummern 1, 2.... 8 bezeichneten Lage der zeitmodulierten Pulse entspricht, eine andere Nummernkombination des gewählten Kodes darstellen.
Die erfindungsgemässe Schaltung arbeitet folgendermassen :
Jeder zeitmodulierte Impuls (in Fig. 2 z. B. 21) hat von einem Synchronimpuls, der vom zentralen Pulsgenerator an den Klemmen 119 erzeugt wird, einen bestimmten Abstand. Der Amplitude des modulierenden Signals an der ersten Leitung 92 entspricht z. B. bei erster Amplitudenprobeabnahme dem 4. Ampiltudenpegel ; deswegen werden im vierten Zeitabschnitt die Aufladerelais 221, 222, 223 leitend.
In diesem Zeitabschnitt liegt an den Klemmen 111 und 112 ein Spannungsimpuls (s. Fig. 2), an der Klemme 113 liegt dagegen kein Spannungsimpuls. Die Speicherelemente 231 und 232 werden also aufgeladen, das Speicherelement 233 bleibt ohne Ladung (Fig. 3). Durch die Entladerelais 241, 242, 243 werden in geeigneten Augenblicken, die durch die Pulse an den Klemmen 201 bestimmt sind, die Ladungen der Speicherelemente 231, 232 als Impulse in die Übertragungsleitungen 121 und 122 weitergeleitet, wogegen in die Leitung 123 kein Impuls geleitet wird. Sind die Pulse auf einzelnen Leitungen einer Leitergruppe, z.
B. an den Klemmen 201 der ersten Leitergruppe, zeitgestaffelt, dann ist auch die Pulsfolge an den Leitungen 121, 122, 123 zeitgestaffelt. Entsprechend kann nach je einer über die Klemmen 201 der ersten Leitergruppe übertragenen Impulsfolge eine über die Klemmen 301 der zweiten Leitergruppe übertragene Impulsfolge folgen, so dass auch die Impulsfolgen der beiden Kanäle121, 122, 123, 131, 132, 133, die die Signale an den Leitungen 92 und 93 verkoden, zeitgestaffelt sind. Entspricht z. B. der Amplitude des Signals an der Leitung 92 der Amplitudenpegel 2, dann lädt sich das erste Speicherelement 231 auf, wogegen die Speicherelemente 232 und 233 ungeladen bleiben. Dementsprechend wird die Impulsfolge 121, 122, 123 nur aus einem Impuls an der Leitung 121 bestehen.
Will man den Kode ändern, dann ändert man die Anordnung der periodischen Spannungsimpulse.
Um einfache Schaltungen des zentralen Pulsgenerators zu erhalten, können mehrere Wege eingeschlagen werden :
Eine sehr einfache Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt. Hierin bedeutet 90 eine elektrische, akustische oder andere Verzögerungsleitung, die an beiden Enden reflexionsfrei abgeschlossen ist. Die Verzögerungsleitung ist in regelmässigen Abständen mit Anzapfungen 901, 902, 903 versehen.
Alle Übertragungswege werden schrittweise an diese Anzapfungen angeschlossen. Die Entladerelais werden nun durch einen Auslöseimpuls, der an der Klemme 500 vom zentralen Pulsgenerator entnommen wird, alle in demselben Augenblick ausgelöst. Am Ausgang 91 der Verzögerungsleitung kommt der Impuls von der Leitung 121 über die Anzapfung 901 zuerst an ; dann folgen die Impulse von den Leitungen 122,
EMI2.2
Man erhält also eine Folge von zeitgestaffelten Impulsen, obwohl der zentrale Pulsgenerator nur einen Auslöseimpuls auf der Klemme 500 erzeugt. Ein Nachschwingen der Pulse, das immer durch eine Verzögerungsleitung hervorgerufen wird, wirkt bei der benützten PCM nicht störend, da die Impulse vor dem Senden noch einmal geformt werden müssen und ein Nebensprechen nicht zu befürchten ist.
Eine andere Vereinfachung betrifft die Erzeugung der Impulsgruppenspannungen an den Klemmen 111, 112, 113.
Im zentralen Pulsgenerator 10 ist ein System von 3,5 oder 7 (je nach dem Stellenwert des benützten Kodes) Schwingungskreisen 81, 82, 83 vorgesehen (Fig. 5). Diese Schwingungskreise sind durch Kondensatoren 811, 821, 831 an einem mit der Impulsfrequenz des zentralen Pulsgenerators synchronisierten Auslösepulsgenerator 88 angekoppelt. Die Eigenfrequenzen der Schwingungskreise, die so schwach wie möglich gedämpft sind, verhalten sich zueinander wie 1 : 2 : 4 (oder 1 : 2 : 4 : 8 : 16 oder 1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32 : 64).
Die Spannungen an den Schwingungskreisen 81, 82, 83 sind in Fig. 6 dargestellt. In jedem Zeitintervall, das einer Halbperiode der kürzesten Schwingungsperiode gleich ist, stellen diese Spannungen, wenn man positive Spannungen mit 0 und negative Spannungen mit 1 bezeichnet, eine Kodenummer des binären
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
dargestellt sind. In jedem Zeitintervall, das durch eine Viertelperiode der kürzesten Schwingungsperiode bestimmt ist, entsprechen die Spannungen an den Schwingungskreisen einer Kodenummer des binären Kodes nach Fig. 8.
Die Ankopplung der Schwingungskreise 81, 82, 83 an den Auslösepulsgenerator 88 kann im allgemeinen entweder ohmisch, z. B. durch Dioden 812, 822, 832, oder durch nichtohmische Elemente (Kondensatoren, Spulen, Gegeninduktivitäten usw. ) bewerkstelligt werden. Im ersten Falle werden die Spannungen an den Schwingungskreisen einem Kode nach Fig. 8 oder einem von diesem leicht ableitbaren Kode, im zweiten Falle einem Kode nach Fig. 6 oder einem von diesem leicht ableitbaren Kode entsprechen.
Zur Geheimhaltung der Übertragung können entweder die Impulsgruppenspannungen 111, 112, ge- ändert werden oder es können die Übertragungswege an die Verzögerungsleitung 90 in einer andern Reihenfolge angeschlossen werden.
Werden mehrere Sprechkanäle zu Kanalgruppen zusammengeschlossen und diese Kanalgruppen frequenzgestaffelt über einen videofrequenten Verbindungskanal geleitet, dann kann für alle Kanäle ein einziger zentraler Pulsgenerator benützt werden. Eine solche Schaltung ist dann besonders einfach.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Mehrkanalverkoden quantisiert zeitmodulierter Impulse, mit einem zentralen Pulsgenerator, der gemeinsam auf alle Kanäle arbeitet und periodische Spannungsimpulse liefert, welche in jedem Augenblick den verschiedenen, zum Verkoden der zu übertragenden zeitmodulierten Impulse erforderlichen Kodeimpulsgruppen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Kanal Schaltanlagen mit einer dem Stellenwert der Kodegruppen entsprechenden Anzahl von Aufladerelais, Speicherelementen und Entladerelais vorgesehen sind, und dass die durch die zeitmodulierten Impulse betätigten Aufladerelais die periodischen Spannungsimpulse aus dem zentralen Pulsgenerator, dem betreffenden Speicherelement zuführen und die Entladerrelais, die durch besondere Auslöseimpulse aus dem zentralen Pulsgenerator gesteuert werden,
die Ladungen der Speicherelemente bei Zeitstaffelung nacheinander oder bei Frequenz- oder Leitungsstaffelung gleichzeitig der Übertragungsleitung oder den Übertragungsleitungen übergeben.