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Verfahren zur Herbeiführung des Gleichlaufes von Synchronmotoren in elektrischen Systemen zur Informationsübertragung, insbesondere für Bildzerleger
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herbeiführung des Gleichlaufes von Synchronmoto- ren in elektrischen Systemen zur Informationsübertragung, beispielsweise von Antriebsmotoren für Bild- zerleger, bei denen die zum Antrieb des geberseitigen Motors dienende Wechselspannung über den die
Information weiterleitenden Kanal der Empfangsstelle zugeleitet und dort nach Trennung von der Information und allfälliger Verstärkung dem empfängerseitigen Motor zugefuhrt wird.
Bei manchen bekannten Systemen dieser Art wird die dem Antrieb der Motore dienende, im wesentli- chen sinusförmige Wechselspannung dem Informationsfrequenzspektrum am Geberort überlagert, während sie am Empfangsort ausgesiebt und sodann nach entsprechender Weiterbehandlung dem Empfängermotor zugeführt wird.
Theoretisch ist bereits durch dieses bekannte Verfahren der Synchronismus beider Motore gesichert, da sie ja von derselben Wechselspannung gespeist sind und sich eventuelle Phasenunterschiede am Empfängerort gegenüber der Geberseite durch bekannte Mittel leicht ausgleichen lassen. Es ist auch erwiesen, dass der durch die Aussiebung der Wechselspannung entstehende Verlust im Informationsspektrum für die Güte der Informationswiedergabe ohne merklichen Einfluss ist.
In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass über die Zeit gesehen mit diesen Verfahren ein Pen- delndes Empfängermotors um die Synchronlage auftritt, welches unregelmässig ist und offenbar durch den Umstand hervorgerufen wird, dass mit der Aussiebung neben der Wechselspannung auch Anteile des Informationsspektrums zum Motor gelangen, die je nach ihrer Zufallsamplitude die Wechselspannung überwiegen und damit eine Fälschung der Synchronlage gegenüber dem Geber herbeiführen können.
Es wird daher bei ändern bekannten Übertragungssystemen der eingangs erwähnten Art im nieder- oder hochfrequenten Bereich des Systems geberseitig ein Teil des die Information enthaltenden Frequenzspektrums unterdrückt und in diesen Bereich die Antriebsfrequenz eingefügt, während empfängerseitig die Antriebsfrequenzvom Frequenzspektrum getrennt und nach allfälliger Verstärkung zum Antrieb des empfängerseitigen Motors verwendet wird (USA-Patentschrift Nr. 1, 849,839).
Schliesslich sind noch Systeme bekannt, bei denen man zwecks besserer Trennung der Informationsund Synchronisierungszeichen in der Gebereinrichtung das auf einer Seite des Trägerstromes liegende Informationsfrequenzband, u. zw. entweder das höhere oder tiefere Seitenfrequenzband, unterdrückt, während gleichzeitig von den beiden zur Synchronisierungsfrequenz gehörigen Seitenfrequenzen diejenige unterdrückt wird, die auf der Seite des zur. Übertragung beibehaltenen Informationsfrequenzbandes liegt (österr. Patentschrift Nr. 115798).
Bei allen diesen bekannten Systemen gelangen jedoch noch immer neben der Synchronisierungsfrequenz Anteile des Informationsspektrums zum Motor, da die Trennung mit bisher bekannten Mitteln nicht restlos und einwandfrei durchführbar ist. Ein tatsächlicher Synchronismus ist folglich nicht gewährleistet.
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Die bekannten Verfahren sind demnach für diffizile Verhältnisse unbrauchbar.
Gemäss der Erfindung werden nun diese Nachteile dadurch behoben, dass bei Systemen der eingangs angeführten Art die Antriebsfrequenz geberseitig einem Zwischenträger aufmoduliert wird, dessen Fre- quenz innerhalb des unterdrückten Frequenzbereiches liegt, während sie empfängerseitig durch zwei hin- tereinandergeschaltete Demodulatoren, von denen der erste auf die Träger- und der zweite auf die Zwi- schenträgerfrequenz abgestimmt ist, und durch Siebmittel vom Informationsspektrum getrennt wird.
Es ist auch möglich, einen zweiten (dritten usw.) Zwischenträger, dem die Antriebsfrequenz aufmo- duliert ist und der seinerseits den ersten (zweiten usw.) Zwischenträger moduliert, zu verwenden. Man kann jede Modulationsart benützen und die insgesamt verwendeten Modulationsarten können auch verschiedene sein.
Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass bei der Trennung der Wechselspannung vom Informationsspektrum am Empfangsort, erstere völlig rein erhalten wird, so dass keine Gefahr besteht, dass Nebenfrequenzen den Synchronismus gefährden können. Der Verlust eines Teiles des erwähnten Spektrums ist, wie im bekannten Falle, bedeutungslos.
An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass sich naturgemäss die Lage des unterdrückten Teiles des Informationsspektrums nach der Frequenzhöhe der Antriebswechselspannung richten und zweckmässigerweise mindestens zwei-bis dreimal höher sein wird. Für diese Antriebsfrequenz kommen insbesondere Werte zwischen 50 Hz und 200 Hz in Frage, wobei zumeist höheren Frequenzen im Hinblick auf die günstigeren Übertragungsverhältnisse (auch besser wirkende und leichter erstellbare Siebmittel) und vorteilhafter ausbildbare Motore der Vorzug zu geben ist.
Nachdem üblicherweise der Frequenzbereich für Informations- übertragungen in der Gegend von etwa 30 bis 50 Hz beginnt und mindestens bis 3000 Hz reicht, bereitet die Unterbringung des unterdrückten Bereiches keine Schwierigkeiten, und ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt auch darin, dass es bei Übertragungsverfahren mit beschränktem Frequenzbereich angewendet werden kann, was bei andern Verfahren, bei denen Synchronisierungsimpulse benützt werden, nicht der Fall ist.
Der unterdrückte Frequenzbereich kann entweder nur die Frequenz des Zwischenträgers, oder diese und mindestens eines ihrer beiden Seitenbänder, oder aber die Zwischenträgerfrequenz und wenigstens eine ihrer beiden Seitenfrequenzen (obere oder untere), und nicht auch das dazwischenliegende Frequenzband, umfassen. Im letzteren Falle besteht der unterdrückte Frequenzbereich aus mehreren getrennten Teilbereichen, die z. B. nur der Frequenz des Zwischenträgers und mindestens einer seiner beiden Seitenfrequenzen entsprechen.
Es ist auch möglich, mit unterdrücktem Zwischenträger zu arbeiten.
Empfangsseitig kann man stets entweder ein ganzes Frequenzband, das die gewünschten Frequenzen enthält, oder nur diese einzeln aussieben.
Zweckmässig ist es, den unterdrückten Frequenzbereich am oberen Ende des Informationsfrequenzspektrums zu wählen, da man dadurch eine hohe Zwischenträgerfrequenz erhält.
Schliesslich ist es vorteilhaft, im empfängerseitigen Übertragungskanal für die Antriebsfrequenz elektrische oder elektromechanische Phasenschieber vorzusehen, eine Massnahme, die in ähnlich gelagerten Fällen als an sich bekannt gelten kann.
Wird die Information über Leitungen übertragen, so kann das Spektrum unter Beibehaltung seines überwiegend niederfrequenten Charakters unmittelbar übertragen werden. Bedient man sich eines hochfre- quenten Trägers, auf den die Information aufmoduliert ist, so sind, wie bekannt, zwei verschiedene Möglichkeiten gegeben. Bei der einen erfolgt die Unterdrückung des Frequenzteiles im Sender und/oder die Trennung der Antriebsfrequenz im Empfänger im Bereiche des niederfrequenten, bei der andern des hochfrequenten Übertragungsteiles des Systems. Im letzteren Fall ergibt sich zwar ein höherer Aufwand an Schaltmitteln, jedoch arbeiten die notwendigen Siebmittel günstiger.
Zur näheren Erläuterung wird nun an Hand eines Blockschemas ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Dieses betrifft eine Bildübertragungsanlage, bei der z. B. Bildaufnahmewalzen oder Nipkowscheiben durch Synchronmotore angetrieben werden. Die Fig. 1 zeigt das erwähnte Blockschema, Fig. 2 das Diagramm des Frequenzbandes.
Mit 1 ist ein am Senderort befindlicher Generator bezeichnet, der eine sinusförmige Wechselspannung erzeugt. Dieser Generator speist über die Leitung 2 den Synchronmotor 3, der den Bildabtaster (nicht gezeichnet) antreibt. Die Frequenz des Generators betrage 100 Hz. Diese Synchronisierungsfrequenz wird lberdie Leitung 2 bzw. 4 dem Generator 5 der Zwischenträgerfrequenz von 3000 Hz zugeführt, um diese zu modulieren.
Der die Bildinformation erzeugende Generator sei mit 6 bezeichnet. Er besteht aus den üblichenlicht-
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empfindlichen Elementen und entsprechenden Verstärkungseinrichtungen. Der Generator 6 erzeuge ein
Frequenzspektrum, beispielsweise zwischen 0 und 10 000 Hz, das in einem bestimmten Zeitpunkt den
Verlauf gemäss Fig. 2, Ziffer 7, habe. Dieses Frequenzspektrum wird vom Generator 6 über die Leitung 8 einem Filter 9 zugeführt, das ein Band 10 (Fig. 2) zwischen den Frequenzen 2850 und 3150 Hz aussiebt.
Das verbleibende Spektrum wird sodann über die Leitung 11 als modulierendes Programm einem üblichen
HF-Sender 12 zugeführt.
Gleichzeitig wird dem Sender vom Generator 5 über die Leitung 13 die mit der Synchronisierungsfre- quenzvon 100 Hz modulierte Zwischenträgerfrequenz von 3000 Hz aufgedrückt, so dass das gesamte Mo- dulationsprogramm das gezeichnete (momentane) Aussehen besitzt. Die Zwischenträgerfrequenz 14 mit ihren der Modulation durch die Antriebsfrequenz entsprechenden beiden Seitenfrequenzen 15 (2900 Hz) und 16 (3100 Hz) wird also in der Mitte des ausgesiebten Bandes übertragen. Im diesfalls drahtlosen Über- tragungskanal erscheint naturgemäss das Amplitudengesamtspeknum auf beiden Seiten des jeweiligen
Trägers, vorausgesetzt, dass Amplitudenmodulation und Zweiseitenbandbetrieb vorliegt.
Im Empfänger 17 wird zunächst der Empfang und die Demodulation des modulierten Trägers in übli- cher Weise durchgeführt, so dass an seinem Ausgang, in der Leitung 18, das niederfrequente Spektrum ge- mäss Fig. 2 wieder auftritt. Dieses wird nun einer Siebeinrichtung 19 zugeführt, welche die Zwischenträ- gerfrequenz von 3000 Hz einschliesslich ihrer beiden Seitenfrequenzen ausscheidet, während der Rest der
Bildwiedergabeeinrichtung 20, etwa zur Lichtsteuerung, zugeführt wird.
Die Zwischenträgerfrequenz wird hingegen in einem auf sie abgestimmten Demodulator 21 demodu- liert, in dessen Ausgang, in der Leitung 22, nur die Antriebsfrequenz von 100 Hz vorhanden ist.
Diese Synchronisierungsfrequenz wird in einem regelbaren Verstärker 23 verstärkt, sodann einem
Phasenschieber 24 und schliesslich dem Antriebsmotor 25 für den Bildabtaster zugeführt, womit das ge- steckte Ziel erreicht ist.
Wie ohne weiteres erkennbar ist, können die einzelnen Schaltelemente üblicher Bauart sein. An Stel- le eines in den Leitungszug eingeschalteten Phasenschiebers 24kann natürlich auch eine mechanische Verstelleinrichtung für den Motorstator u. dgl. vorgesehen sein.
Im Falle der Übertragung vermittels eines hochfrequenten Trägers, auf dem die Information aufmoduliert ist, lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren noch in einer Weise abwandeln, die den Vorteil erbringt, dass das Ergebnis im Empfänger mit relativ einfachen, bekannten Schaltmitteln herbeigeführt werden kann, wobei besonders saubere und einander nicht beeinflussende Signale sowohl für die Information als auch für die Antriebsfrequenz erzielbar sind.
Diese Variante ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Trägers mit der Information und dem mit der Antriebsfrequenz modulierten Zwischenträger in zwei aufeinanderfolgenden Stufen mit jeweils gleichzeitiger Unterdrückung eines Seitenbandes derart erfolgt, dass das die Information enthaltende Seitenband auf einer Seite des Trägers, das von dem Zwischenträger herrührende auf der andern Seite des Trägers auftritt, und dass im Empfänger unter Anwendung an sich bekannter Siebmittel und Demodulatoren in zwei parallelen Kanälen die Information bzw. die Antriebsfrequenz rekonstruiert wird.
In der Praxis kann diese Variante in der Weise verwirklicht werden, dass zunächst in einer ersten Modulationsstufe auf den Träger die Information aufmoduliertwird. Sodann wird von dem Ergebnis beispielsweise das linke (untere) Seitenband unterdrückt und hierauf in einer zweiten Modulationsstufe der mit der Antriebsfrequenz modulierte. Zwischenträger aufmoduliert.
Nach dieser Stufe besteht also ein Hochfrequenzspektrum mit einem Träger, dessen unteres Seitenband lediglich den mit der Antriebsfrequenz modulierten Zwischenträger enthält, während das obere die Information mit dem ihr überlagerten, modulierten Zwischenträger beinhaltet. Wirkt diese Überlagerung störend, so kann man den modulierten Zwischenträger aus dem oberen Seitenband noch aussieben, wodurch dann im Informationsspektrum eine an sich unbedeutende Lücke auftritt.
Im Empfänger werden dann einerseits oberes (Informations-) Seitenband und Träger, anderseits unteres Seitenband (durch die Antriebsfrequenz modulierter Zwischenträger) und Träger je für sich in par-, allelen Kanälen demoduliert, wobei sich, wie gesagt, völlig reine Ergebnisse zeitigen.
Hinsichtlich der erfindungsgemässen Varianten des Verfahrens erübrigt es sich, weitere Beispiele anzuführen, da ja deren praktische Verwirklichung mit an sich bekannten Mitteln einem Fachmann ohne weiteres möglich ist.
Zu erwähnen wäre lediglich noch, dass der Start und das Stillsetzen beider Motore durch einfaches Unterbrechen der Generatorleistung im Sender erfolgen kann.
Im vorhergehenden wurde die Verwendungsmöglichkeit der Erfindung für die Bildübertragung hervor-
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gehoben. Es ist jedoch klar, dass damit der Anwendungsbereich der Erfindung nicht erschöpft ist. Nachdrücklichst sei darauf hingewiesen, dass ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet in Nachrichtenge-
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motor angetriebenen Phonogrammen oder phonogrammähnlichen Mitteln erzeugt oder beeinflusst werden, wobei empfängerseitig die Störsignale durch gleiche, jedoch gegenphasige kompensiert werden, welche von gleichen und gleichlaufenden Phonogrammen erzeugt werden. In diesen Fällen ist ein besonders ge- nauer Synchronismus zwischen den Phonogrammen bzw. den Antriebsmotoren notwendig, was durch die
Erfindung gesichert erscheint.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herbeiführung des Gleichlaufes von Synchronmotoren in elektrischen Systemen zur Informationsübertragung, beispielsweise von Antriebsmotoren für Bildzerleger, bei dem die zum Antrieb des geberseitigen Motors dienende Wechselspannung ausserdem über den die Information weiterleitenden Kanal der Empfangsstelle zugeführt wird, wobei geberseitig ein Teil des die Information enthaltenden Frequenzspektrums unterdrückt und in diesen Bereich die Antriebsfrequenz eingefügt wird, während empfängerseitig die Antriebsfrequenz vom Frequenzspektrum getrennt und nach allfälliger Verstärkung zum Antrieb des empfängerseitigen Motors verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfrequenz einem Zwischenträger aufmoduliert wird,
dessen Frequenz innerhalb des unterdrückten Frequenzbereiches liegt.