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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Regenerierung verzerrter amplitudenmodulierter Impulse mit Hilfe von Korrektursignalen, die aus dem verzerrten Signal gewonnen und diesem überlagert werden.
Durch die DE-OS 1537318 ist die Entzerrung von Signalen mit Hilfe von RC-Teilnetzwerken bekanntgeworden, mit denen sich jedoch nur solche Impulssignale regenerieren lassen, die eine Übertragungsstrecke ohne Dämpfungspole durchlaufen haben. In solchen Fällen darf man nämlich keine kapazitive Kopplung vorsehen, weil dabei der mittlere Gleichstromwert und tiefe Frequenzen, deren Amplituden im Rauschen untergehen, nicht wieder gewonnen werden können.
Die Erfindung hat sich im Gegensatz dazu die Aufgabe gestellt, auch solche Signale zu regenerieren, die eine Übertragungsstrecke mit echten Dämpfungspolen durchlaufen haben, auch dann, wenn Teile des notwendigen Übertragungsbandes unter dem Rauschpegel liegen und erzielt dies dadurch, dass entweder das vom Eingang der Schaltungsanordnung abgenommene verzerrte Signal oder das vom Ausgang abgenommene, mit dem Korrektursignal überlagerte Signal in zumindest einem Amplitudenmodulator auf eine Einzelfrequenz oder in einem einzigen Amplitudenmodulator auf ein
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nommenem Signal nachgeschaltet ist, wobei A (w) der Frequenzgang der unverzerrten Impulse, B (w) der Frequenzgang der Übertragungsstrecke und E (w) das Frequenzspektrum der an den Amplitudenmodulator angelegten,
zu modulierenden Impulse eines Impulsgenerators ist und dass an das Filter ein der Addition des vom Filter gelieferten Korrektursignales zum verzerrten Signal dienendes Überlagerungsnetzwerk angeschlossen ist.
Eine besonders günstige Impulsregeneration ergibt sich dann, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bei ausgangsseitig abgenommenem Signal der Impulsgenerator mit den zu re-
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Zwei Varianten der Erfindung sind in den Fig. l und 2 der Zeichnungen im Schaltbild dargestellt.
In beiden Fällen wird von einer Sendestation --1-- über eine Übertragungsstrecke-2-- mit Filtereigenschaft ein Signal U an eine Empfangsstation --3-- übertragen, in der sich eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Regnerierung des verzerrt empfangenen Signales V befindet.
Zufolge dieser Regenerierung wird am Ausgang --4-- dieser Schaltungsanordnung das unverzerrte Signal U zumindest weitgehend fehlerfrei erhalten.
Die Regenerierung des verzerrten Signals V erfolgt erfindungsgemäss in der Weise, dass diesem in einem Überlagungsnetzwerk-5-ein Korrektursignal K additiv hinzugefügt wird. Dieses Korrektursignal K wird aus dem verzerrten Signal V selbst gewonnen u. zw. mit Hilfe eines Modulators - -6-, dem ein Filter --7-- nachgeschaltet ist, wobei die Modulation mit einem von einem Oszillator - erzeugten Signal F erfolgt.
Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungen nach den Fig. l und 2 besteht nun darin, dass bei der ersteren das vom Ausgang --4-- abgenommene Signal U der Modulation unterworfen wird, während bei der Ausführung nach Fig. 2 hiezu das verzerrte Signal V verwendet wird.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung beruht auf einer Anpassung des Frequenzganges des Filters --7-- an den Frequenzgang der Übertragungsstrecke --2--. Hiebei wird von folgender Überlegung ausgegangen : Wenn empfängerseitig gewusst wird, welche Impulsbreiten und Impulsabstände die verzerrt empfangenen Impulse im Urzustand gehabt haben und dass alle Impulse nur in ihren Impulshöhen variieren, d. h., dass die spektrale Zusammensetzung aller Impulse prinzipiell gleich und nur die Amplituden verschieden sind, dann reduziert sich die Regeneration der Impulse auf eine Kompensation der auf dem Übertragungsweg erlittenen Dämpfung unter Berücksichtigung der jeweiligen Impulshöhen.
Das zur Kompensation erforderliche Frequenz-
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spektrum wird empfängerseitig vom Oszillator --8-- (Impulsgenerator) im Zusammenwirken mit dem Filter -7-- gebildet gemäss dem folgenden Rechnungsgang :
Für das unverzerrte Signal U gelte die Fourierdarstellung
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Auf der Übertragungsstrecke --2-- werde das Signal U einer Verzerrung ausgesetzt, die durch das Frequenzspektrum B (tt) charakterisiert ist, so dass das verzerrte Signal V in Fourierdarstellung die Form
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aufweist, wobei bei diesem und allen andern Integralen die Integrationsgrenzen- und + sind und daher nicht angegeben sind.
Das an der Empfangsstation --3-- dem verzerrten Signal V überlagerte Korrektursignal
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ist so anzusetzen, dass die Bedingung (1) V (t) + K (t) = U (t) erfüllt ist, da am Ausgang-4-des Uberlagerungsnetzwerkes - wieder das unverzerrte Signal U zustandekommen soll. In Fourierdarstellung hat die Bedingung (1) die Form
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Die Zusammenziehung dieser drei Ausdrücke unter ein Integral liefert für den Integranden die Bedingung (2) C (w) = A (w) [1 - B (w) ].
Im folgenden sind die die Ausführung nach Fig. l betreffenden Grössen mit dem Index 1 und die die Ausführung nach Fig. 2 betreffenden Grössen mit dem Index 2 versehen.
Bei der Ausführung nach Fig. l wird zur Bildung des Korrektursignales K das Ausgangssignal U im Modulator --6-- mit Impulsen D (t) moduliert und danach im Filter --7-- einer Filterung unterzogen.
Für die Impulse für den Modulator --6-- gelte die Fourierdarstellung
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und das Modulationsprodukt ist mit H, (t) = U (t). D (t) bezeichnet. Für das Frequenzspektrum G, (w) des Modulationsproduktes BI (t) ergibt sich somit :
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Eine Multiplikation mit e t und eine Integration nach der Zeit t liefert für den in der oberen Zeile an zweiter Stelle stehenden Ausdruck :
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Der auf der rechten Seite stehende Ausdruck wird dadurch
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Das Frequenzspektrum C (w) des Korrektursignales K2 ergibt sich als Produkt der Frequenzspektren des Modulationsproduktes G2(#) und des Frequenzspektrums F1(#) des nachgeschalteten Filters-7- :
G2(#).F1(#) = Cl (w) = A (w) (1-B (w)) gemäss der Bedingung (2). Zusammen mit der Bedingung (3) ergibt sich für den Frequenzgang F 1 (cJ des Filters --7--
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für die Schaltung gemäss Fig. 1.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist das Modulationsprodukt H2 (t) = V (t). D (t). Demgemäss ergibt sich für das Frequenzspektrum G, (w) des Modulationsproduktes H2 (t) der Ausdruck :
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Die Multiplikation mit e-i w tund die Integration nach der Zeit t liefert für den in der oberen Zeile an zweiter Stelle stehenden Ausdruck in Analogie zu G, den Wert 2# G2(#). Der auf der rechten Seite stehende Ausdruck wird hier
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Der in den beiden Ausdrücken F, (w), (#) für den Frequenzgang des Filters --7-- enthaltene Faktor
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ist wohl von der spektralen Zusammensetzung der Impulse, jedoch nicht von der jeweiligen Höhe der verzerrten Impulse abhängig.
Innerhalb eines vorgegebenen Impulsrahmens ist daher dieser
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Faktor eine exakt definierbare Konstante.
Im Falle der Ausführung nach Fig. l, also bei ausgangsseitig abgenommenem Signal, ist es zweckmässig, wenn die Impulse D (t) des Amplitudenmodulators --6-- mit den zu regenerierenden Impulsen U (t) synchronisiert sind und gleiche Impulsbreiten jedoch konstante Impulshöhe h aufweisen. Dann reduziert sich der Frequenzgang des Filters --7-- auf den Wert
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Die in den Fig. l und 2 dargestellten Anordnungen von einem Modulator --6-- mit einem nachgeschalteten Filter -7-- können auch ersetzt werden durch eine Anordnung von mehreren Modulatoren, die mit unterschiedlichen Frequenzen modulieren und denen entsprechend bemessene Filter nachgeschaltet sind.
Damit lässt sich in vielen Fällen eine weitergehende Kompensation des Frequenzganges B (w) der Übertragungsstecke --2-- erzielen als mit einem einzigen Modulator, der mit nur einer Einzelfrequenz moduliert.
Ein analoger Effekt ist aber auch erzielbar durch einen einzigen Modulator mit nachgeschaltetem Filter, der sein Eingangssignal mit einem Frequenzgemisch moduliert, beispielsweise mit Impulsen, die entsprechend ihrer Fourieranalyse einem Frequenzgemisch äquivalent sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Regenerierung verzerrter amplitudenmodulierter Impulse mit Hilfe von Korrektursignalen, die aus dem verzerrten Signal gewonnen und diesem überlagert werden, dadurch gekennzeichnet, dass entweder das vom Eingang der Schaltungsanordnung abgenommene verzerrte Signal (V) oder das vom Ausgang (4) abgenommene, mit dem Korrektursignal (K) überlagerte Signal (U = V+K) in zumindest einem Amplitudenmodulator (6) auf eine Einzelfrequenz oder in einem einzigen Amplitudenmodulator (6) auf ein den Impulsen äquivalentes Frequenzgemisch aufmoduliert ist, dass dem Amplitudenmodulator (6) ein Filter (7) mit dem Frequenzgang
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legten, zu modulierenden Impulse (D (t)) eines Impulsgenerators (8) ist und dass an das Filter (7) ein der Additon des vom Filter (7)
gelieferten Korrektursignales (K) zum verzerrten Signal (V) dienendes Überlagerungsnetzwerk (5) angeschlossen ist.