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Zweiwe gimpuls üb ertragungs system
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiwegimpulsübertragungssystem, in welchem sich Schal anordnungen zur Impulsmodulation bzw. -demodulation befinden.
Durch die bnt. Patentschrift Nr. 753, 645 ist ein Zweiwegimpulsübertragungssystem bekannte den, welches folgende Stromkreise enthält : Einen ersten Stromkreis, welcher die unmodulierten richtenwellen führt, weiters einen zweiten Stromkreis, welcher die impulsmodulierten Nachnchte len fuhrt, ferner eine Speicherstufe mit mindestens einer Reaktanz zwischen dem ersten und dem ten Stromkreis, mittels welcher der Nachnchteninhalt der Wellen gespeichert wird, weiters Scha nchtungen zwischen dem ersten Stromkreis und der Speicherstufe und zwischen der Speicherstu dem zweiten Stromkreis oder mindestens zwischen der Speicherstufe und dem zweiten Stromkreis, die Schalteinrichtungen zuerst die Speicherung der Nachrichtenwelle des ersten oder zweiten Stron ses im Speicherkreis ermöglichen und dann,
nach Umschaltung der Schalteinrichtung, den weiter port des Nachrichteninhaltes aus der Speicherstufe unter gleichzeitiger Modulation oder Demodulat den zweiten oder ersten Stromkreis vollziehen.
Für manche Anwendungsfälle ist gemäss der genannten Patentschrift auch ein Tiefpassfilter im Stromkreis vorgesehen, jedoch keine Bemessung desselben angeführt. Welters ist die Spelcherstl einer Ausführungsform als Kombination von Reaktanzen ausgeführt ohne nähere Angaben über dere mensionierung.
Die Erfindung besteht in einer Weiterbildung des Zweiwegubertragungssystems in der brit. Pé schrift Nr. 753, 645 zur Steigerung des Wirkungsgrades der Modem-Einrichtungen (Einrichtungen zu) dulation bzw. unter Anwendung gleicher Schaltungsteile in verkehrter Folge zur Demodulation) besondere Bemessung der Tiefpassfilter, jedoch nicht ausschliesslich der Speicherstufe des Resonan2 ses.
Das erfindungsgemässe System ist dadurch gekennzeichnet, dass in bekannter Weise eine Spei < stufe mit mindestens einer Reaktanz zwischen dem ersten und dem zweiten Stromkreis vorgesehe mittels welcher der Nachrichteninhalt der Wellen gespeichert wird, weiters in bekannter Weise Sc einrichtungen zwischen dem ersten Stromkreis und der Speicherstufe und zwischen der Speicherst dem zweiten Stromkreis oder mindestens zwischen der Speicherstufe und dem zweiten Stromkreis é ordnet sind, welche zuerst die Speicherung der Nachrichtenwelle des ersten oder zweiten Stromkreis :
der Speicherstufe ermöglichen und dann, nach Umschaltung der Schalteinrichtungen, den Wenertran des Nachrichteninhaltes aus der Speichereinrichtung unter gleichzeitiger Modulation der Demodulati den zweiten oder ersten Stromkreis vollziehen und dass schliesslich im ersten Stromkreis ein Tiefpass vorgesehen ist, dessen Übergangskurve bei dem ganzzahligen Vielfachen der Schaltperiode Null, aufweist, wodurch bei der Übertragung einer Nachrichtenwelle mit einer Frequenz zwischen Null uni halben Schaltfrequenz von dem ersten in den zweiten Stromkreis oder umgekehrt im wesentlichen Energieverlust auftritt.
Der Durchlassbereich des Tiefpassfilters soll selbstverständlich eine optimal geringe Welligkeit zumindest eine gleichmässige Welligkeit besitzen.
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derubertragungsschaltungsanordnungen, deren zweite Stromkreise miteinander verbunden sind und bei denen jede Schaltungsanordnung eine Vielzahl von ersten, vielfachgeschalteten Stromkreisen besitzt, vorgesehen, dass die Speicherstufen aus Kondensator und Induktanz bestehen, wobei je ein gleichgrosser Kondensator in jedem ersten Stromkreis enthalten ist und je eine gleiche Induktanz in den zweiten Stromkreisen enthalten ist, und die durch einen gemeinsamen Impulsgenerator gesteuerten Schaltemnchtungen zwi-
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beschriebenen erfindungsgemässen Weise bemessen ist.
Die Erfindung wird nun an Hand. der Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch die Verbindung von zwei "Impuls-Modems". In Fig. 2 ist ein vereinfachtes Schaltbild der Fig. 1 dargestellt. Fig. 3 zeigt die Charakteristik des erfindungsgemässen Tiefpassfil-
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zeigt die Impulsformen der Schaltung nach Fig. 5, während die Fig. 7 die Impulsformen nach Fig. 8 zeigt. An Stelle der Verzögerungsleitungen der Fig. 5 sind in Fig. 8 Resonanzkreis dargestellt. Fig. 9 ist ein Ersatzschaltbild der Fig. 8. Fig. 10 zeigt die Impulsformen unter bestimmten Bedingungen der Schaltung nach Fig. 8.
Die Fig. 11 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäss Fig. 8, während Fig. 12 eine Schaltungsanordnung von einem Telephonteilnehmer zu einem andern Telephonteilnehmer darstellt.
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einen Schalter verbunden dargestellt.kann als Schalttransistor an sich bekannter Art ausgeführt sein, der durch die an seiner Basis wu Impulse gesteuert wird. In Fig. 1 sind als Tiefpässe wirkende Netzwerke beliebiger Ausführung s ( tisch als Rechtecke angedeutet. Der Strom I ist der Momentwert des den Schalter in Fig. 1 durchf den Stromes und als eine Reihe von kurzen Impulsen der Folgefrequenz l/t aufzufassen.
Bevor auf weitere Einzelheiten der Erfindung eingegangen wird, soll zunächst eine L'bersic die im nachstehenden verwendeten Formeln bzw. Definitionen gegeben werden :
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Ein Übertragungssystem mit beispielsweise einer Folgefrequenz von etwa 1/tel kann im Prinzip ein Signal nur dann vollständig übertragen, wenn die Bandbreite des Signals nicht grösser ist als 1/2 t l* Die Verluste in dem vorliegenden System werden ein Minimum, wenn die Funktion A (t) so gewählt wird, dass A (rut,) = 0 wird für r = 1, 2, 3... Physikalisch bedeutet dies, dass die Kurvenform der Spannung, die durch einen Stromimpuls hervorgerufen wird, eine Schwingung von der allgemeinen Form nach Fig. 3 ist, welche bekanntlich durch ein Tiefpassfilter gebildet wird. Dutch die Einschaltung der Übertragungsmittel vereinfacht sich dann die Formel (1) auf die Formel (2).
Diese Überlegungen führen zu zwei Erfordernissen für Filterkreise :
1. dass H (jew) eine einfache Form der Tiefpassfunktion sein sollte, denn das Quadrat geht in die Cbertragungsfunktion ein ;
2. dass die Funktion A (t) die Form nach Fig. 3 haben sollte, d. h. dass sie bei t = rti, r = 1, 2, 3.... durch Null geht.
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Wenn zwei"Impuls-Modems", von denen jeder durch ein Filter gebildet ist, durch einen Übertr gungskanal ohne Verstärker miteinander verbunden sind, dann ist eine Übertragung in beiden Richtung' über diesen Übertragungskanal möglich, Angenommen, der Übertragungskanal habe eine Laufzeit, we che gleich der Hälfte eines ganzzahligen Vielfachen n der Impuls folgezeit t1 sei, dann gilt die Formel (3 und sie geht für ideale Filter in die durch die Formeln (31) und (32) gegebenen Werte über. Die Unte schiede zwischen diesen Werten und den durch die Formel (5) gegebenen hängen allein von der Laufze und von der Leitungsdämpfung ab.
Zwei "Impuls-Modems", von denen jeder durch ein Filter gebildet ist, seien durch einen Zwischei speicher miteinander verbunden. Derartige Anordnungen sind bereits bekannt. Jeder"Impuls-Modem"i mit dem Speicher während einer Zeit t2 verbunden, jedoch sind die"Impuls-Modems"nicht zur gleiche
Zeit mit dem Speicher verbunden. Ein Impuls wird vom ersten zu einem zweiten "Impuls-Modem" zwei Stufen übertragen, nämlich vom ersten "Impuls-Modem" zu dem Zwischenspeicher als ein erst !
Impuls in der Dauer der Zeit t2 und dann vom Speicher zu dem zweiten"Impuls-Modem"als ein zweite Impuls in der Dauer der gleichen Zeit t. Es sei T das Zeitintervall zwischen dem ersten und dem zwei ten Impuls, d. h. die Zeitdauer, in der die Impulsenergie im Speicher zurückgehalten ist.
Es kann ge zeigt werden. dass die durch die Formel (31) gegebenen Werte bei idealen Filtern auf die durch die For mein (34) und (35) gegebenen Werte zurückführen lassen. Für die Übertragung in der Gegenrichtung i : der zeitliche Abstand zwischen den Pulsen durch t1 -T gegeben. In jedem Falle weichen die erhaltene Werte von den durch die Formel (3) gegebenen nur um eine Laufzeit ab, welche gleich der Zeitdaue ist, während der die Pulsenergie im Speicher zurückgehalten ist.
Es soll nun der Fall betrachtet werden, in dem zwei "Impuls-Modems", jeder als Filter ausgebildet durch einen kapazitiven Übertragungskanal miteinander verbunden sind. Der Schaltplan nach Fig. 5 zeig eine Verbindung zweier "Impuls-Modems". deren jeder einen Speicher in Form einer Laufzeitkette bil det. Die Spannung am Speicherausgang und am Speichereingang sei mit E bzw.E bezeichnet ; die Span nung in der Mitte des Übertragungskanals sei E. Wenn nun der Übertragungskanal während einer kurze Zeitdauer t durch Schliessen der beiden Schalter geschlossen wird, dann wird gemäss den in Fig. 6 dar gestellten Kurven eine Ladung von dem einen Speicher zu dem andern übertragen.
Hat der Übertragungs kanal eine ins Gewicht fallende Kapazität, dann ist der Ladungsaustausch nicht vollständig, weil Über' tragungsverluste auftreten ; nach jedem Impuls bleibt ein Ladungsrest in der Leitung zurück und verursach in einem ZeitmultiplexsystemNebensprecherscheinungen.
Die Anwendung von Speichern mit abgestimmten Kreisen an Stelle von Laufzeitketten bietet eine Anzahl von Vorteilen, von denen am meisten bemerkenswert ist, dass die oben vermerkte unerwünschte Wirkung der Leitungskapazität ausgeschaltet werden kann.
Ein Paar"Impuls-Modems", welche aus abgestimmten Kreisen gebildet sind, ist in Fig. 12 gezeigt ; Fig. 7 zeigt den zeitlichen Stromverlauf eines Impulses bei Impulsübertragung für den Fall, dass keine störende Leitungskapazität vorhanden ist. Die Resonanzfrequenz des Kreises ist so festgelegt, dass in der
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beim Schalterschliessen fliessende Strom zeigt einen zeitlichen Verlauf von einer halben Sinuswelle ; die Spannungen an den Speicherkapazitäten weisen Halbsinusform in Gegenphase zueinander auf und hängen vom Quadrat der Strom-Zeit-Funktion ab. Wenn die Spitzenspannung an jedem Speicher als Einheitswert betrachtet wird, dann ist der Spitzenwert des Stromes durch die Gleichung (37) gegeben.
Wie bei einem Paar Speichern aus Laufzeitketten ist auch in diesem Falle die Vollständigkeit des Ladungsaustausches dadurch bedingt, dass keine Leitungsquerkapazität vorhanden ist und dass die Schalter genau für die Dauer der. Zeit t2 geschlossen sind. Infolge des Anstieges des Stromes von Null am Beginn und seines Abfalles am Ende eines Impulses jedoch bedingt eine Ungenauigkeit in den Schaltzeiten, dass die Fehler kleiner ausfallen als bei Laufzeitkettenspeichern. Daher verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer gegenseitigen Beeinflussung von Kabeln oder Schaltelementen, weil die Energie eines Impulses von Halbsinusform hauptsächlich in den Schwingungskomponenten des unteren Endes des Frequenzspektrums enthalten ist.
Um den zeitlichen Verlauf der Ströme bei Anwesenheit von Leitungskapazität festzustellen, wurde das Netzwerk nach Fig. 9 untersucht. Die Elemente L, C bilden den Schwingkreis des abgestimmten Speicherkreises, wogegen C'die Leitungskapazität darstellt. Zwecks sinnbildlicher Darstellung des Schalterschlusses. wenn der Speicherkondensator C in dem in Fig. 9 links dargestellten Speicher auf die Ein- heitsspannung aufgeladen ist, sei ein nur einen ganz kurzen Augenblick lang fliessender Stromstoss in den Kondensator C angenommen, der diesen augenblicklich auflädt und dann das Netzwerk seine natürlichen Schwingungen ausführen lässt. Es kann gezeigt werden, dass die Werte EI und E3 in der Grösse auftreten,
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<tb>
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Ci <SEP> t <SEP> = <SEP> -1Speichertype <SEP> Stromstärke <SEP> Spannung <SEP> Produkt
<tb> (in <SEP> C/t2) <SEP> (in <SEP> C/t2)
<tb> Laufzeitkette <SEP> 1 <SEP> 1,5 <SEP> 1,5
<tb> Schwingkreis <SEP> ohne
<tb> Leitungskapazität
<tb> C' <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 36 <SEP>
<tb> Schwingkreis <SEP> mit
<tb> Leitungskapazität
<tb> C' <SEP> ; <SEP> éO <SEP> 2, <SEP> 04 <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP> 3, <SEP> 57 <SEP>
<tb>
Die Theorie konnte durch Messungen an einem Paar "Impuls-Modems" mit Speicherkondensatoren von 2000 pF Kapazität unter Verwendung von Impulsen von 2/sec Dauer bestätigt werden. Die dem Energieverlust entsprechende Dämpfung betrug 2 db, nicht mehr als bei ähnlichen Versuchen mit Laufzeitkettenspeichern.
Die Änderung der Verluste bei kleinen Variationen der Schaltzeiten war, wie erwartet,
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gross genug, um die Verwendungbindenden Übertragungskanals zu gestatten. Diese Zahl kann wahrscheinlich in einer nicht demodulieren- den Fernsprechvermittlungseinrichtung mit vierziffrigen Teilnehmernummern nicht mehr untergebracht werden. Demgemäss kann diese Entwicklung als geeignet zur Verwendung in Anlagen mit Vielkanal-
Zeitmultiplexschaltern angesehen werden.
In den Fig. 11 und 12 ist eine Anwendungsart der Schaltungsanordnung nach der Erfindung gezeigt.
Fig. 11 zeigt in Verbindung mit Fig. 8 "Impuls-Modem" der beschriebenen Art, der zur Verwendung als Verbindungsweg in einer Fernsprechvermittlungseinrichtung geeignet ist. Eine Teilnehmerleitung 1 ist durch einen Transformator 2 mit einem aus zwei Induktivitäten 3,4 und einer Kapazität 5 bestehenden
Tiefpassfilter verbunden. Das Tiefpassfilter ist mit einem abgestimmten Leitkreis verbunden, der aus einer Kapazität 6 und einer Induktivität 7 besteht. Die eine Klemme des Kondensators 6 ist über die
Emitter-und Kollektorelektroden eines symmetrischen Flächentransistors 8 mit der Induktivität 7 ver- bunden. Der induktive Widerstand 7 ist mit der einen Ader des Übertragungskanals 9 verbunden. Die an- dere Klemme des Kondensators 6 ist mit der andern Ader des Übertragungskanals 9 verbunden.
Die Basis des Transistors 8 ist über einen ohmschen Widerstand 10 mit einer Ausgangswicklung eines
Magnetkernes 12 verbunden, deren zweite Klemme mit der positiven Klemme einer Batterie 13 verbun- den ist ; die negative Klemme der Batterie 13 liegt an der gleichen Ader des Übertragungskanals 9, an die auch der Kondensator 6 direkt angeschlossen ist. Der Magnetkern 12 trägt zwei Steuerwicklungen 14,
15, welche so geschaltet sind, dass ein der Spannung der Batterie 13 entgegengerichteter Spannungsim- puls dann in der Wicklung 11 induziert wird, wenn den Wicklungen 14 und 15 gleichzeitig Impulse auf- gedrückt werden. Durch den Impuls aus Wicklung 11 wird der Transistor 8 geöffnet und der Kondensator 6 über Emitter und Kollektor leitend mit der Induktivität 7 verbunden.
Während der Impulspausen ist der
Transistor 8 gesperrt und daher die leitende Verbindung zwischen Kondensator 6 und Induktivität 7 unter- brochen. Daraus folgt, dass die Induktivität 7 während der Impulspausen als ein Teil des abgestimmten
Leitkreises anderer Teilnehmer wirksam sein kann. Wie aus der Bezeichnung der Multipelpunkte 16,17 hervorgeht, ist die Induktivität 7 in den gemeinsamen Übertragungskanal 9 eingebaut.
Je Teilnehmer wird ein Kondensator 6, ein Transistor 8 und ein Magnetkern 12 vorgesehen. Die
Teilnehmerleitungen werden durch Steuerung der Magnetkerne 12 in zyklischer Reihenfolge, z. B. durch einen geeigneten Zählkreis, in ebenfalls zyklischer Reihenfolge an die gemeinsame Induktivität 7 angeschlossen. Die den einzelnen Teilnehmern zugeordneten Ausgangswicklungen 11 des Magnetkerns 12 sind über den Multipelpunkt 18 an die gemeinsame Batterie 13 angeschlossen. Im Ruhezustand zwischen je zwei Impulsen gelangt aus der Ausgangswicklung 11 positives Potential von der gemeinsamen Batterie 13 her an die Basis des Transistors 8 und sperrt diesen, so dass die Verbindung zwischen Kondensator 6 und Induktivität 7 unterbrochen ist.
Die Ausgangswicklung 11 ist ausser mit der Basiselektrode des Transistors 8 auch noch mit einer Steuerleitung einer Koinzidenz-Torsteuereinrichtung 20 verbunden, welche aus drei Gleichrichtern 21 und einer Spannungsquelle 22 für eine negative Vorspannung gebildet ist. Die zweite Steuerleitung 23 der Steuereinrichtung 20 ist über einen ohmschen Widerstand 24 mit einer Gleichspannungsquelle 25 verbunden, welche die Teilnehmerleitung 1 speist. Wenn ein Wählimpuls in der Teilnehmerleitung 1 auftritt, wird ein negativer Impuls über die Steuerleitung 23 übertragen. Ist der Magnetkern 12 während der Dauer dieses Impulses ebenfalls ausgesteuert, dann trifft auch über die Steuerleitung 19 ein negativer Impuls ein und die Torsteuereinrichtung 20 wird geöffnet, wodurch ein Impuls über die Ausgangsleitung 26 entsteht.
Der Magnetkern 12 ist während eines jeden Wählimpulses oftmals ausgesteuert. Über die Ausgangsleitung 26 wird daher ein Impuiszug von Ausgangssignalen ausgesandt, der im Takte der Wählimpulse unterbrochen ist. Dieser unterbrochene Impulszug gelangt über den Multipelpunkt 27 zu der gemeinsamen Schalteinrichtung in der Anlage, welche er steuert.
Der Magnetkern 12 und die Torsteuereinrichtung 20 können in Zusammenhang mit Teilnehmerleitungen verwendet werden, welche mit Laufzeitketten ausgerüstet sind. In diesem Falle wird die Laufzeitkette an Stelle des aus der Kapazität 6 und der Induktivität 7 gebildeten abgestimmten Leitkreises angeordnet.
Eine Schaltungsanordnung für eine Ausführungsform einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmern in einer Fernsprechanlage ist in Fig. 12 dargestellt. Es ist eine Schaltungsanordnung für die Teilnehmerleitung nach Fig. 11 gezeigt, es können aber auch andere Ausführungsformen von Schaltungsanordnungen für Teilnehmerleitungen verwendet werden.
In Fig. 12 ist eine Schaltungsanordnung für eine Anlage mit drei Wahlstufen dargestellt, doch mögen in praktischen Fällen auch andere Anzahlen von Wahlstufen erforderlich sein. Die zur Vermittlungeinrichtung führenden Teilnehmerleitungen sind in Gruppen angeordnet. Bei einer zwischen zwei Teil-
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nehmern bestehenden Verbindung haben die drei Wahlstufen folgende Verbindungsaufgaben :
1. den rufenden Teilnehmer mit der rufenden Gruppe,
2. die rufende Gruppe mit der gerufenen Gruppe,
3. die gerufene Gruppe mit dem gerufenen Teilnehmer zu verbinden.
Der Sprechweg für die Wahlstufen 1. und 3. wird durch die Leitungskreise des Rufenden und des Gerufenen durch Steuerung durch die Magnetkerne 31 und 32 gebildet, wie bereits beschrieben. Die Wahlstufe von Gruppe zu Gruppe enthält einen durch einen Magnetkern 34 gesteuerten Transistor 33. Wenn die drei Kerne 31,32 und 34 synchron gesteuert werden, dann kann die Verbindung als Sprechweg genützt werden. Wenn die Kerne nicht synchron gesteuert sind, dann ist es nötig, die Sprechsignale längs des Übertragungsweges um ein oder mehrere Intervalle zu verschieben. Eine Verschiebungsmethode besteht in der Verwendung eines Zwischenspeichers, wie ein solcher oben beschrieben wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zweiwegübertragungssystem, in welchem die Schaltungsanordnungen zur Impulsmodulation bzw.
Impulsdemodulation einen ersten Stromkreis besitzen, welcher die modulierten Nachrichtenwellen führt, weiters einen zweiten Stromkreis, welcher die impulsmodulierten Nachrichtenwellen führt, dadurch gekennzeichnet, dass in bekannter Weise eine Speicherstufe (z. B. Laufzeitkette mit Verzögerung von halber Impulsdauer oder auf doppelte Impulsdauer abgestimmter Resonanzkreis) mit mindestens einer Reaktanz
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Two-way pulse transmission system
The invention relates to a two-way pulse transmission system in which there are switching arrangements for pulse modulation or demodulation.
Through the bnt. Patent specification No. 753, 645 is a two-way pulse transmission system known which contains the following circuits: a first circuit, which carries the unmodulated directional waves, further a second circuit, which leads the pulse-modulated night, also a storage stage with at least one reactance between the first and the th circuit, by means of which the night content of the waves is stored, further circuits between the first circuit and the storage stage and between the storage stage and the second circuit or at least between the storage stage and the second circuit, the switching devices first store the message wave of the first or enable a second stream in the storage circuit and then,
after switching over the switching device, carry out the further port of the message content from the storage stage with simultaneous modulation or demodulation of the second or first circuit.
According to the cited patent specification, a low-pass filter is also provided in the circuit for some applications, but no dimensioning thereof is given. Welters is the Spelcherstl of an embodiment as a combination of reactances without any further details on their dimensioning.
The invention consists in a further development of the two-way transmission system in British Pé script No. 753, 645 to increase the efficiency of the modem devices (devices for) dulation or using the same circuit parts in the wrong order for demodulation) special dimensioning of the low-pass filter, however not only the storage level of the resonance.
The system according to the invention is characterized in that, in a known manner, a storage stage with at least one reactance is provided between the first and the second circuit, by means of which the message content of the waves is stored, furthermore, in a known manner, devices between the first circuit and the storage stage and between the storage unit and the second circuit or at least between the storage stage and the second circuit é are arranged, which first stores the message wave of the first or second circuit:
enable the storage stage and then, after switching the switching devices, complete the transfer of the message content from the storage device with simultaneous modulation of the demodulation of the second or first circuit and that finally a low pass is provided in the first circuit, the transition curve of which is zero at the integer multiple of the switching period, has, whereby in the transmission of a message wave with a frequency between zero uni half the switching frequency from the first to the second circuit or vice versa occurs substantially energy loss.
The pass band of the low-pass filter should of course have an optimally low ripple, at least a uniform ripple.
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transmission circuit arrangements, the second circuits of which are connected to one another and in which each circuit arrangement has a plurality of first, multiple-switched circuits, it is provided that the storage stages consist of capacitor and inductance, with one capacitor of the same size in each first circuit and one of the same inductance in each the second circuits is included, and the switching devices controlled by a common pulse generator between
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described inventive manner is dimensioned.
The invention is now on hand. the figures described in more detail.
Fig. 1 shows schematically the connection of two "pulse modems". A simplified circuit diagram of FIG. 1 is shown in FIG. Fig. 3 shows the characteristics of the inventive low-pass filter
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shows the waveforms of the circuit of FIG. 5, while FIG. 7 shows the waveforms of FIG. Instead of the delay lines in FIG. 5, resonance circuits are shown in FIG. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of FIG. 8. FIG. 10 shows the pulse shapes under certain conditions of the circuit of FIG.
FIG. 11 shows a circuit arrangement according to FIG. 8, while FIG. 12 shows a circuit arrangement from one telephone subscriber to another telephone subscriber.
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a switch is shown connected.can be designed as a switching transistor of a known type, which is controlled by the pulses at its base. In Fig. 1, networks of any design which act as low-pass filters are indicated as rectangles. The current I is the instantaneous value of the current through the switch in Fig. 1 and is to be understood as a series of short pulses of the repetition frequency l / t.
Before going into further details of the invention, a l'bersic should first be given of the formulas and definitions used below:
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A transmission system with, for example, a repetition frequency of about 1 / th can in principle only completely transmit a signal if the bandwidth of the signal is not greater than 1/2 tl * The losses in the present system are a minimum if the function A ( t) is chosen so that A (rut,) = 0 for r = 1, 2, 3 ... Physically this means that the curve shape of the voltage, which is caused by a current pulse, is an oscillation of the general shape Fig. 3 is known to be formed by a low pass filter. When the transmission means are switched on, formula (1) is simplified to formula (2).
These considerations lead to two requirements for filter circuits:
1. that H (jew) should be a simple form of the low-pass function, because the square goes into the transfer function;
2. that the function A (t) should have the form of FIG. 3, i. H. that at t = rti, r = 1, 2, 3 .... it goes through zero.
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If two "pulse modems", each of which is formed by a filter, are connected to one another by a transmission channel without an amplifier, then transmission in both directions is possible via this transmission channel, assuming that the transmission channel has a transit time, which equals half of an integer multiple n of the pulse repetition time t1, then the formula (3 applies and for ideal filters it goes over into the values given by the formulas (31) and (32). The difference between these values and the the formula (5) given depend solely on the running time and on the line attenuation.
Two "pulse modems", each of which is formed by a filter, are interconnected by a buffer. Such arrangements are already known. Each "pulse modem" i connected to memory during a time t2, however, the "pulse modems" are not the same
Time connected to the memory. A pulse is transmitted from the first to a second "pulse modem" in two stages, namely from the first "pulse modem" to the buffer as a first!
Pulse for the duration of time t2 and then from the memory to the second "pulse modem" as a second pulse for the duration of the same time t. Let T be the time interval between the first and the second pulse, i.e. H. the length of time in which the pulse energy is retained in the memory.
It can be shown. that the values given by formula (31) can be traced back to the values given by formula (34) and (35) for ideal filters. For the transmission in the opposite direction i: the time interval between the pulses is given by t1 -T. In any case, the values obtained differ from those given by the formula (3) only by a transit time which is equal to the period during which the pulse energy is retained in the memory.
Let us now consider the case in which two "pulse modems", each designed as a filter, are connected to one another by a capacitive transmission channel. The circuit diagram of FIG. 5 shows a connection between two "pulse modems". each of which forms a memory in the form of a runtime chain. The voltage at the memory output and the memory input is denoted by E and E; the voltage in the middle of the transmission channel is E. If the transmission channel is now closed for a short period of time t by closing the two switches, a charge is transferred from one memory to the other according to the curves shown in FIG.
If the transmission channel has a significant capacity, the charge exchange is not complete because transmission losses occur; after each pulse, a residual charge remains in the line and causes cross-talk in a time division multiplex system.
The use of tuned-loop memories in place of delay chains offers a number of advantages, most notably that the undesirable effect of line capacitance noted above can be eliminated.
A pair of "pulse modems" made up of tuned circles are shown in Figure 12; FIG. 7 shows the current profile over time of a pulse during pulse transmission in the event that there is no disruptive line capacitance. The resonance frequency of the circuit is set so that in the
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Current flowing when the switch closes shows a time curve of half a sine wave; the voltages on the storage capacitors are half-sine in antiphase and depend on the square of the current-time function. If the peak voltage across each accumulator is taken as a unit value, then the peak value of the current is given by equation (37).
As in the case of a pair of memories made up of delay chains, the completeness of the charge exchange in this case is also due to the fact that there is no line cross capacitance and that the switches are used for the duration of the Time t2 are closed. As a result of the rise in the current from zero at the beginning and its fall at the end of a pulse, however, an inaccuracy in the switching times means that the errors are smaller than in the case of runtime chain memories. Therefore, the likelihood of cables or switching elements interacting with one another is reduced because the energy of a pulse of half-sine shape is mainly contained in the vibration components of the lower end of the frequency spectrum.
In order to determine the course of the currents over time in the presence of line capacitance, the network according to FIG. 9 was examined. The elements L, C form the resonant circuit of the tuned storage circuit, whereas C 'represents the line capacitance. For the purpose of symbolic representation of the switch closure. If the storage capacitor C in the memory shown on the left in FIG. 9 is charged to the unit voltage, a current surge flowing into the capacitor C for only a very short moment is assumed, which instantly charges it and then lets the network perform its natural oscillations . It can be shown that the values EI and E3 occur in the size
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<tb>
<tb>
Ci <SEP> t <SEP> = <SEP> -1 Memory type <SEP> Current <SEP> Voltage <SEP> Product
<tb> (in <SEP> C / t2) <SEP> (in <SEP> C / t2)
<tb> Runtime chain <SEP> 1 <SEP> 1.5 <SEP> 1.5
<tb> resonant circuit <SEP> without
<tb> line capacity
<tb> C '<SEP>: <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 57 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 36 <SEP>
<tb> resonant circuit <SEP> with
<tb> line capacity
<tb> C '<SEP>; <SEP> éO <SEP> 2, <SEP> 04 <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP> 3, <SEP> 57 <SEP>
<tb>
The theory was confirmed by measurements on a pair of "pulse modems" with storage capacitors of 2000 pF capacity using pulses of 2 / sec duration. The attenuation corresponding to the energy loss was 2 db, no more than in similar experiments with chain-of-time memories.
The change in losses with small variations in the switching times was, as expected,
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large enough to allow the use of the binding transmission channel. This number can probably no longer be accommodated in a non-demodulating telephone exchange with four-digit subscriber numbers. Accordingly, this development can be considered suitable for use in systems with multi-channel
Time division switches are considered.
In FIGS. 11 and 12, one type of application of the circuit arrangement according to the invention is shown.
Figure 11, in conjunction with Figure 8, shows "impulse modem" of the type described which is suitable for use as a connection path in a telephone exchange. A subscriber line 1 is through a transformer 2 with one consisting of two inductors 3, 4 and a capacitance 5
Low pass filter connected. The low-pass filter is connected to a coordinated control circuit, which consists of a capacitance 6 and an inductance 7. One terminal of the capacitor 6 is on the
Emitter and collector electrodes of a symmetrical flat transistor 8 are connected to the inductance 7. The inductive resistor 7 is connected to one wire of the transmission channel 9. The other terminal of the capacitor 6 is connected to the other wire of the transmission channel 9.
The base of the transistor 8 is via an ohmic resistor 10 with an output winding
Magnetic core 12, the second terminal of which is connected to the positive terminal of a battery 13; the negative terminal of the battery 13 is on the same wire of the transmission channel 9 to which the capacitor 6 is directly connected. The magnetic core 12 carries two control windings 14,
15, which are connected in such a way that a voltage pulse which is opposite to the voltage of the battery 13 is then induced in the winding 11 when pulses are applied to the windings 14 and 15 at the same time. The pulse from winding 11 opens transistor 8 and capacitor 6 is conductively connected to inductance 7 via emitter and collector.
During the impulse pauses the is
Transistor 8 blocked and therefore the conductive connection between capacitor 6 and inductance 7 interrupted. It follows that the inductor 7 is tuned as part of the pulse pauses
Control group of other participants can be effective. As can be seen from the designation of the multiple points 16, 17, the inductance 7 is built into the common transmission channel 9.
A capacitor 6, a transistor 8 and a magnetic core 12 are provided for each participant. The
Subscriber lines are controlled by the magnetic cores 12 in cyclic order, e.g. B. by a suitable counting circuit, also connected to the common inductance 7 in a cyclical sequence. The output windings 11 of the magnetic core 12 assigned to the individual participants are connected to the common battery 13 via the multipoint 18. In the idle state between every two pulses, positive potential comes from the output winding 11 from the common battery 13 to the base of the transistor 8 and blocks it, so that the connection between the capacitor 6 and the inductance 7 is interrupted.
In addition to the base electrode of the transistor 8, the output winding 11 is also connected to a control line of a coincidence gate control device 20, which is formed from three rectifiers 21 and a voltage source 22 for a negative bias voltage. The second control line 23 of the control device 20 is connected via an ohmic resistor 24 to a DC voltage source 25 which feeds the subscriber line 1. When a dialing pulse occurs on subscriber line 1, a negative pulse is transmitted via control line 23. If the magnetic core 12 is also controlled during the duration of this pulse, then a negative pulse also arrives via the control line 19 and the gate control device 20 is opened, whereby a pulse is generated via the output line 26.
The magnetic core 12 is often switched off during each dial pulse. A pulse train of output signals is therefore sent out via the output line 26, which pulse train is interrupted in the cycle of the dialing pulses. This interrupted train of pulses arrives at the multiple point 27 to the common switching device in the system which it controls.
The magnetic core 12 and the gate control device 20 can be used in connection with subscriber lines which are equipped with delay chains. In this case, the delay chain is arranged in place of the coordinated control circuit formed from the capacitance 6 and the inductance 7.
A circuit arrangement for an embodiment of a connection between two subscribers in a telephone system is shown in FIG. Circuitry for the subscriber line of Figure 11 is shown, but other embodiments of circuitry for subscriber lines can be used.
A circuit arrangement for a system with three selection levels is shown in FIG. 12, but other numbers of selection levels may also be required in practical cases. The subscriber lines leading to the switching facility are arranged in groups. If there is between two partial
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existing connection, the three dial levels have the following connection tasks:
1. the calling party with the calling group,
2. the calling group with the called group,
3. Connect the called group with the called subscriber.
The speech path for option levels 1 and 3 is formed by the circuit of the calling party and the called party through control by the magnetic cores 31 and 32, as already described. The selection stage from group to group contains a transistor 33 controlled by a magnetic core 34. If the three cores 31, 32 and 34 are controlled synchronously, then the connection can be used as a speech path. If the cores are not controlled synchronously, then it is necessary to shift the speech signals along the transmission path by one or more intervals. One method of relocation is to use a cache such as the one described above.
PATENT CLAIMS:
1. Two-way transmission system in which the circuit arrangements for pulse modulation or
Pulse demodulation have a first circuit, which carries the modulated message waves, furthermore a second circuit, which carries the pulse-modulated message waves, characterized in that in a known manner a storage stage (e.g. delay chain with delay of half pulse duration or resonant circuit tuned to double pulse duration) with at least one reactance
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