CH249263A - Verfahren und Einrichtung zur trägerfrequenten Nachrichtenübertragung mit Träger- und Seitenbandsteuerung. - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur trägerfrequenten Nachrichtenübertragung mit Träger- und Seitenbandsteuerung.

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CH249263A
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Patelhold Patentverwertung
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C1/00Amplitude modulation
    • H03C1/62Modulators in which amplitude of carrier component in output is dependent upon strength of modulating signal, e.g. no carrier output when no modulating signal is present

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  • Transmitters (AREA)

Description


  Verfahren und Einrichtung zur trägerfrequenten Nachrichtenübertragung mit  Träger- und     Seitenbandateuerung.       Bei der drahtlosen Nachrichtenübertra  gung sind verschiedene Einrichtungen be  kannt, um die Anlage- und     Betriebskosten     auf der     Senderseite    zu reduzieren. Man hat       z.    B.     Stromkostenersparnisse    bei     Rundfunk-          endern    mit grosser Leistung dadurch er  reicht, dass man den mittleren Wirkungsgrad  bei der Endstufe verbessert hat. Bei einer  bekannten Methode wird z.

   B. der Träger  bei kleiner Aussteuerung reduziert, wodurch  die hohe     Leerlaufabstrahlung        verringert    und  dadurch der mittlere Wirkungsgrad ver  bessert wird. Ein Nachteil dieser Methode       besteht    jedoch noch darin, dass die volle     Sen-          derleistung    nur bei den relativ seltenen Über  tragungsspitzen ausgenutzt wird. Da der Sen  der für diese Leistungsspitzen gebaut wer  den muss, ist der Ausnützungsgrad bei den  zeitlich weitaus am häufigsten vorkommen  den mittleren Übertragungspegeln verhält  nismässig klein.  



  Hochwertige Sendeanlagen., wie z. B.  Rundfunksender, sollen ferner in der Lage  sein, sehr hohe Pegelunterschiede einwand  frei zu übertragen. Bei Orchesterkonzerten  kommt eine Dynamik von 1000:1 sehr häufig  vor. Die Erfahrung hat gezeigt, dass so hohe       Amplitudenunterschiede    mit wirtschaftlich  vernünftigem Aufwand kaum einwandfrei  übertragen werden können. Bei grossen Am  plituden würde eine Übersteuerung eintreten  und bei kleinen Amplituden würden. die     Stör-          geräuscbe    zu stark hervortreten. Man hat    deshalb     Dynamikregler    auf der     Niederfre-          quenzseite    der Sender eingebaut, die z. B.

    die ursprüngliche Dynamik einer Übertra  gung von 1000:1 auf 100:1 reduzieren. Auch  bei diesem System richtet sich die Leistungs  grenze des Senders auf die seltenen und sehr  kurzzeitigen     Aussteuerungsspitzen.    Infolge  dessen ist während der zeitlich weitaus am       häufigsten    vorkommenden mittleren Aus  steuerung eine nur sehr geringe Ausnützung  der tatsächlichen Röhrenleistungsfähigkeit  vorhanden.  



  Es ist weiter ein Verfahren bekannt, bei  dem mit steigender Aussteuerung der Ver  stärkungsgrad der     Senderendstufe    herunter  gesetzt wird. Auf diese Weise erreicht man  wohl, dass die Leistung sowohl des Trägers  als auch der Seitenbänder bei grossen Aus  steuerungen     vermindert    wird; jedoch tritt  dieser Vorteil nur ein bei den zeitlich     relativ          seltenen        Aussteuerungsspitzen.    Bei den zeit  lich weitaus am meisten vorkommenden mitt  leren Aussteuerungen jedoch wird trotzdem  die volle Trägerenergie ausgestrahlt. Der  Sender muss also mindestens für die volle  Trägerleistung zuzüglich eines Teilbetrages  für die     Seitenbandleistung    dimensioniert  sein.

   Mit diesem Verfahren kann     deshalb    nur  eine     beschränkte    Leistungseinsparung er  reicht werden, so dass seine Anwendung prak  tisch nur geringe Vorteile bringt.  



  Gegenstand der Erfindung ist; nun ein  Verfahren zur     trägerfrequenten    Nachrichten-           übermittlung    mittels     amplitudenmodulierter          Schwingung    und reduziertem Träger, bei  dem erfindungsgemäss im Sender von einem  Teilbetrag der maximalen     Modulatoraus-          steuerung    an eine Verstärkungsänderung be  ginnt, so     dass    am     Senderausgang    mit wach  sender Aussteuerung die Amplitude des Trä  gers abnimmt und der zeitliche     Mittelwert     der     Seitenbandamplitude    unterhalb des mit  der Aussteuerung proportional zunehmenden  Betrages liegt,

   wobei im Empfänger sowohl  die- Träger- als auch die     Seitenbandamplitude     einer zum Sender wenigstens angenähert in  versen Steuerung unterworfen werden.  



  Unter zeitlichem Mittelwert der Seiten  bandamplitude ist angenähert der zeitliche  Verlauf ihrer Umhüllungskurve verstanden.  Während man unter Umhüllungskurve eine  den     Maximalwerten    des     Schwingangsablaufes          unmittelbar    folgende Kurve versteht, soll  unter dem     "zeitlichen        Mittelwert"    ein mitt  lerer Verlauf längs der Umhüllungskurve  verstanden sein, so wie er sich praktisch  unter dem Einfluss der Zeitkonstanten .der  Regulierorgane ergibt.

   Die Zeitkonstante der  Regulierorgane soll bekanntlich möglichst  klein sein, doch soll sie wenigstens so gross  gewählt werden, dass die Regulierung dem  momentanen     Schwingungsverlauf    bei den  tiefsten zu übertragenden Schwingungen,  z. B. 30 Hz,     nicht    zu folgen vermag.  



  Die Erfindung bezieht sich ferner auf  eine Einrichtung zur Durchführung dieses  Verfahrens und gestattet eine ganz bedeu  tende Ersparnis sowohl an Energie als auch  an Aufwand bei der     Senderverstärkerstufe     und der     Senderausgangsschaltung.     



       Im    folgenden ist das Verfahren und die  Einrichtung in einem Ausführungsbeispiel,  das sich besonders gut für die drahtlose  Sprach- und Musikübertragung eignet, näher  erläutert. Die     Senderhöchstleistung    wird im  Falle einer bestimmten Abhängigkeit der       Seitenbandamplitude    von der     Aussteuerung          bereits    bei den am häufigsten     vorkommenden     mittleren     Aussteuerungsgraden    erreicht.

   Bei  den gelegentlichen, um 1 bis 2     Neper    über  dem     mittleren    Pegel gelegenen Aussteue-         rungsspitzen    wird     praktisch    keine höhere  Sendeenergie     ausgesteuert.    Damit im Emp  fänger die Darbietung     verzerrungsfrei    und  in der ursprünglichen oder in einer verän  derten vorgeschriebenen Dynamik übertra  gen werden kann, werden im Sender und im  Empfänger Träger- und     Seitenbandsteuerun-          gen    vorgenommen.  



  Bei der     Amplitudenmodulation    entstehen  ausser der Trägerfrequenz noch     Seitenband-          frequer.,zen.    Bei der normalen Modulation  bleibt die Amplitude des Trägers konstant,  während diejenige der Seitenbänder propor  tional dem     Aussteuerungsgrad    der     Modu-          lationsspannung        (Modulationsgrad)        variiert.     Als Grenze der verzerrungsfreien     Übertra-          gung    kann der     Modulationsgrad        m==l    an  gesehen werden;

   hier     wird    die Summe der       Amplituden    der beiden Seitenwellen gleich  der Amplitude des Trägers. Hier liegt auch  die leistungsmässige Grenze des Senders     im     Hinblick auf die     verzerrungsfreie    Übertra  gung. Das gilt sowohl für die     Zweiseiten-          band-    als auch, mit gewissen Einschränkun  gen, für die     Einseitenba-ndübertragung,    was  aber die Erfindung nicht einschränkend be  rührt. Beide     Übertragungsverfahren    können  verwendet werden.

   Es ist nämlich dabei  gleichgültig, ob die     Seitenbandamplitude    sich  zusammensetzt aus der Summe der     Amplitu-          Ien    der beiden zu beiden Seiten des Trägers  liegenden Seitenwellen oder im Falle der       Einseitenbandmodulation    nur von der Ampli  tude einer auf nur einer Seite des Trägers  liegenden Seitenwelle gebildet wird.  



  Zunächst     -wird    der Träger     in    an sich be  kannter Weise nach erfolgter normaler     Mo-          1          dulation    auf einen gewissen Teilbetrag   <I>IG</I>       reduziert.    Der Reduktionsfaktor kann dabei  z. B. so gewählt werden, dass er etwa dem  Verhältnis mittlerer Pegel zu höchsten Aus  steuerungsspitzen entspricht. In diesem Fall       -wird    erfahrungsgemäss n zwischen 3 bis<B>IC</B>  liegen. Man     ist    aber nicht an diese Grenzen  gebunden.

   Ein Sender dieser Art     erreicht,     bezogen auf den Ausgang, den     Modulations-          grad    m=1 bereits bei einem n-mal kleine-           ren        Modulator-Aussteuerungsgrad.    Wird nun  bei Überschreiten des     Modulationsgrades     in<I>=1,</I> bezogen auf den     Senderausgang,     Träger- und     Seitenbandamplitude    mit wach  sender Aussteuerung vermindert, indem etwa  der     Verstärkungsgrad,

      also der     Übertra-          gungSfaktor    zwischen     Modulator    und     Sen-          dera.usgang    z. B. proportional     m    reduziert  wird, so kann man erreichen, dass bei höheren       3fodulatoraussteuerungen,    welchen, bezogen  auf den     Senderausgang,    ein höherer     Modula,-          tionsgrad.    als     m    =1, also     m   <I>- 1</I> bis     n,    ent  spricht, keine höheren Strom- und Span  nungsaussteuerungen z. B. im Ausgangs  verstärker des Senders erforderlich sind.

   Bei  entsprechenden Massnahmen im Empfänger  erlaubt dieses     Übertragungsverfahren,    den       Modulationsgrad    m = 1 und damit die  Höchstleistung des Senders bereits im Ge  biete der am häufigsten vorkommenden mitt  leren Übertragungspegel zu erreichen und  diesen bei höheren     Aussteuerungsspitzen    be  deutend zu überschreiten, ohne dass dadurch  beim Empfang der     Hochfrequenzsignale     merkbare Verzerrungen auftreten.

   Es ist also  möglich,     Sender    und Empfänger so zu bauen,  dass an der Empfangsstelle     mit    einer wesent  lich höheren Empfangslautstärke empfangen  werden kann, als dies der Fall wäre, wenn  der Sender bei gleicher Wattleistung mit  normaler     Amplitudenmodulation    arbeiten  würde. Ein solcher Empfänger ist auch ohne       weiteres    in der Lage, Sender mit normaler       Amplitudenmodulation    einwandfrei zu emp  fangen.  



  Es ist besonders zweckmässig, bei der Über  schreitung des     Modulationsgrades        m    =1 die       Reduktion    wenigstens annähernd umgekehrt  proportional in auszuführen. Dann bleibt im  Gebiet m > 1 die     Seitenbanda.mplitude,    die  sonst proportional mit     in    zunimmt, wenig  stens angenähert konstant. Es kann selbst  verständlich auch eine andere als umgekehrt  proportionale Änderung durchgeführt wer  den; z. B. könnte die Verstärkungsänderung  so gewählt werden, dass noch ein gewisser  Anstieg der     Seitenbandamplitude    erfolgt.

         Dieser    Anstieg ist ohne     Übersteuerung    des    Senders möglich auf Kosten der Leistungs  abnahme des Trägers mit steigender Aus  steuerung.  



  Damit die Übertragung vom Senderein  gang bis     Empfängerausgang    naturgetreu aus  fällt, werden beim Empfänger ähnliche, je  doch inverse Steuerungsvorgänge wie beim       Sender    ausgeführt. Wird der Sender so  eingerichtet, dass die maximale Leistung be  reits bei     %    des maximalen     Modulatoraus-          steuerungsgrades    erreicht wird, so kann die  ser     SerAer    am Empfängerausgang     finit    einer  Lautstärke empfangen werden, wie ein Sen  der mit normaler     Amplitudenmodulation,     dessen Leistung jedoch 25mal grösser ist.  



  Eine Grenze in der Trägerreduktion kann  durch die Verhältnisse beim Empfänger ge  geben sein. Dies hängt davon ab, wie weit  es im Empfänger durch wirtschaftlich trag  bare Mittel möglich ist, die ursprünglichen  Amplituden- und Phasenverhältnisse für den  Träger und die Seitenbänder wie im     Sender     wiederherzustellen. Insbesondere muss der  reduzierte Träger des Empfangssignals zur  Synchronisierung     des    Trägergenerators im  Empfänger noch ausreichen. Für die     Demo-          dulation    selber muss der Träger, der diesem  Generator entnommen ist, in seiner Ampli  tude mindestens gleich der Summe der über  tragenen maximalen     Amplitudien    der beiden  Seitenwellen sein.

   Eine Überschreitung die  ses Wertes ist kein Nachteil. Dagegen soll  .eine Unterschreitung möglichst vermieden  werden, um Verzerrungen zu verhindern.  



  Die Nachregulierung des     Verstärkungs-          grades    der Träger- und     Seitenbandspannun-          gen    kann in ähnlicher Weise     erfolg-en,    wie  das von der     Empfangsschwundregulierung     her bekannt ist. Für mittlere und kleine       Modulatoraussteuerung,    also für<B>in</B>  <  1, be  zogen auf den     Senderausgang,    erfolgt im  Sender noch keine     Beeinflussung    des Trägers  in Abhängigkeit von m. Der empfangene  Träger ist ebenfalls konstant und somit auch  der Verstärkungsgrad im Empfänger.

   Beim       Modulationsgrad        7n     <  1 entspricht der Über  tragungsvorgang demjenigen einer normalen       Amplitudenmodulation    im Sender     bezw.    De-           modulation    im Empfänger.

   Der konstante  Träger und damit auch die konstante Ver  stärkung     bleiben    bis zum     Modulationsgrad     m =1 bestehen:     Überschreitet    die     Modulator-          aussteuerung    den     Wert,    bei welchem der auf  den     Senderausgang    bezogene     Modulations-          grad        m    > 1 wird, so setzt im Sender eine  dem Wert 1. : in     proportionale    Spannungs  reduktion des Trägers und der     Seitenbänder     ein.

   Genau der     umgekehrte    Vorgang geht im  Empfänger vor sich, indem dort beim Über  schreiten des     Modulationsgrades    m =1 wie  der eine dem     Wert    m proportionale Erhö  hung des Trägers und der Seitenbänder er  folgt. Verzichtet man auf     dynamiktreue          Übertragung,    um z. B. eine     Dynamikkom-          pression    oder     -egpansion    zu erreichen, so  braucht die Nachregulierung nicht entspre  chend<I>1</I> :,in zu erfolgen,     sondern    diese kann  nach irgendeiner     andern    Gesetzmässigkeit  durchgeführt sein.  



  Der Aufbau und die Arbeitsweise des  Senders wird schematisch     in.        Fig.    1 und im  Diagramm     Fig.    2 dargestellt.  



       Über    die     Eingangsleitung    L gelangt die       tonfrequente        Eingangsspannung        u,    auf den       Modulator    M. Der     Modulator    erhält seine  Trägerspannung vom Generator G.

   Die im       Modulator    M     erzeugten        HoGhfrequenzspan-          nungen    setzen sich in normaler Weise zu  sammen aus der     Trägerspannung        uo    und der  von den beiden Seitenwellen gebildeten Span  nung     us.    An dieser Stelle ist der höchstzu  lässige     Modulationsgrad        bezw.        Modulator-          aussteuerungsgrad    gleich 1. Die Spannungen  gelangen auf den     Trägerreduktor    T.

   Im     Trä-          gerreduktor    T     wird    die ursprüngliche Träger  spannung     u.    auf einen     n-mal    kleineren Wert       uT    reduziert. Die     Seitenbandspannung        us     bleibt dagegen in der ursprünglichen Höhe  erhalten. Hinter dem     Reduktor    T wird also  ein     Frequ(enszband    vorhanden sein, in wel  chem die     Seitenbandamplitude    die     Träger-          amplitude    wesentlich überschreiten kann.

   In  bezug auf den nun     reduzierten    Träger treten  also     Modulationsgrade    > 1 auf. Der maxi  male     Modulationsgrad    m wird höchstens    gleich dem Reduktionsfaktor n. Die Reduk  tion des Trägers kann so erfolgen, dass vom       Generator        G    eine Teilspannung     uG    abgenom  men wird, die der ursprünglichen Träger  spannung     uT    möglichst genau in     Gegenphase     zugesetzt wird.

   Der Reduktionsfaktor     n    kann  zweckmässig so gewählt     werden,    dass er der       vorgesehenen        maximalen    Überschreitung der       Summe    der Amplituden der beiden Seiten  wellen gegenüber der Trägeramplitude ent  spricht.     n    kann auch als das     durchschnitt-          liche        Amplitudenverhältnis    der gelegentli  chen hohen     Modulationsspannunger    zu den  häufigen mittleren     Modulationsspannungen     angesehen werden.

   In der Praxis kann     n     etwa 3 bis 10 betragen, doch braucht n nicht  auf diese Werte beschränkt zu bleiben. Die  Ausgangsspannungen des     Trägerreduktors    T.  gelangen auf den     Übertragungsregler    R.  



  Im     Spannungsvergleicher        S    wird die am       Reduktor    T auftretende     Seitenbandampli-          tude        mit    der Amplitude des Trägers ent  sprechend den     momentanen    Werten ihrer       Umhüllungskurven    verglichen. Erreicht bei  einer bestimmten Aussteuerung die Summe  der Amplituden der beiden Seitenwellen. die  Höhe der Trägeramplitude, so ist in bezug  auf den     Senderausgang    der     Modulationsgrad          7n   <I>=1</I> erreicht.

   Der     Modulationsgrad,    am       Senderausgang    gemessen, kann bis zum u  fachen Betrag überschritten werden, ohne  dass Verzerrungen auftreten. Erst bei Über  schreiten des     Modulationsgrades   <I>m =</I>     n    tre  ten     Verzerrungen    auf. Diese rühren dann  vom     Modulator        M    her, da dessen     höcbstzu-          lässiger        Modulationsgrad    überschritten wird.  



  Überschreitet die Aussteuerung den Mo  dulationsgrad m =1, so muss der Übertra  gungsregler R betätigt und das Übertra  gungsmass     heruntergesetzt    werden. Dies ge  schieht dadurch, dass eine Regulierspannung       uR    als Mass der Überhöhung der     Seitenband-          spannung    im     Spannungsvergleicher        S    er  zeugt wird, sobald bei     Zweiseitenbandmodu-          lation    die     Summe    der Amplituden der beiden  Seitenwellen die Trägeramplitude erreicht  oder diese überschreitet.

   Der Reguliervor  gang folgt den Musik- oder Sprachübertra-           gungen    laufend ungefähr nach der     Ampli-          tudenumhüllungslzurve    der     Modulationsspan-          nung,    ist also dauernden Schwankungen un  terworfen. Die Raschheit, mit der der Re  guliervorgang der     Umhüllungskurve    folgt,  ist von der Zeitkonstanten der Regulierung  abhängig.

   Diese kann zwischen einer und  mehreren hundert Millisekunden     lieber..    Ent  sprechend dem zeitlichen Verlauf von m  wird somit der Übertragungsfaktor des     Über-          i        rayungsreglers        B    durch die Steuerspannung       rtr    laufend nachreguliert. Bei kleinen und       .nittleren        Aussteuerungen,    also     7n,     <  1 ist der       l'bertragungsfaktor    von R konstant; er hat  hier ausserdem seinen Höchstwert.

   Eine Än  derung, und zwar eine Reduktion,     tritt    dann  ein, wenn der     Modulationsgrad    in > 1 wird.  Der     Spannungsvergleicher        S    und der Über  tragungsregler     I,    sind zweckmässig so auf  einander abgeglichen, dass der Übertragungs  faktor umgekehrt proportional dem     Modu-          la.tionsgrad    in, abnimmt. Infolgedessen nimmt  auch die Trägerspannung umgekehrt propor  tional dem     Modulationsgrad    ab, dagegen  bleibt die     Seitenbandspannung        us    im Gebiet  <I>in ></I> 1 konstant.

   Die so regulierten Spannun  gen gelangen auf den Ausgangsverstärker     V     und von da auf die Ausgangsschaltung, z.     B.     eine Antenne A.  



  Der Vorgang bei der     Verstärkungsgrad-          regelung    ist in dem Diagramm     Fig.    2 näher       erläutert.    Auf der Abszisse ist der     Modu-          lationsgrad,    auf der Ordinate sind alle     übri-          @@ en    interessierenden Grössen des:

   Senders       aufgetragen.    Der     Spannungsvergleicher        S-          und    der Verstärkungsregler     R    sind so auf  einander abgeglichen, dass nach     Überschrei-          ten    eines     Modulationsgrades    von m = 1 eine  Verringerung des     Übertrabgungsfaktors    um  gekehrt proportional dem momentanen     Mo-          dulationsg rad    erfolgt.

   In dem Aussteuer  gebiet. kleiner     3Todulation,    also     in     <  1, ist die  Trägerspannung     uT,    nach Reduktion der     Mo-          dulatorträgerspannung        zco    auf den     ia-ten    Teil  konstant.

   Die     Seitenbandspannung        us    nimmt  proportional mit dem     Modulationsgrad    zu,  und zwar bis zum Schnittpunkt mit der  Pegellinie der Trägerspannung     ivrr.    Bei nor-         maler    Modulation würde     us    bis zum Schnitt  punkt mit der Pegellinie der Trägerspan  nung     ij"    linear zunehmen. Nach Überschrei  ten des     Modulationsgrades    m = 1 tritt der       Übertragungsregler    R in Funktion, wodurch  eine     Änderung    des     Übertragungsfaktors    er  folgt.

   Die dadurch veränderten Grössen sind  mit einem     "'    bezeichnet. Die Trägerspannung       u-,.    bleibt nicht mehr konstant, sondern nimmt  nach der Kurve
EMI0005.0068  
   ab. Die Seiten  bandspannung     us*    verläuft aus dem gleichen  Grunde nicht mehr wie     us    proportional     in,     sondern bleibt auf dem     konstanten    Wert     us*.     



  Als     Spannungsvergleicher    können in be  kannter Weise zwei Spitzenspannungsmesser       zusammengeschaltet    werden. Der eine folgt  der     Amplitudenumhüllungskurve    der Nieder  frequenzspannung und der andere derjenigen  der     Modulatorträgerspannung.    Die Einstell  zeit muss so gewählt werden, dass die Regu  lierspannung der Umhüllungskurve der  Eingangsspannung möglichst naturgetreu  folgt. Sie muss möglichst klein sein, wobei  jedoch zu beachten ist, dass sie den tiefsten  Eingangsfrequenzen noch nicht unmittelbar  folgen kann. Durch eine konstante     Vorspan-          nun.g    kann erreicht werden, dass die Regu  lierspannung erst dann wirksam wird, wenn.

    der     Modulationsgrad    in<I>=</I> 1 überschritten  wird. Als Verstärkungsregler R können z.     B.     in bekannter Weise     Regelpentoden    verwen  det werden. Durch Anwendung von strom  abhängigen Widerständen ist es immer mög  lich, den Verstärkungsgrad des Verstär  kungsreglers so auf den     Aussteuerungsmes-          ser        abzustimmen,    dass bei jedem     Aussteue-          rungsgrad    mit     7n,    > 1 der Übertragungsfak  tor wenigstens angenähert proportional
EMI0005.0089  
    wird.  



  Der Aufbau und die Arbeitsweise des  Empfängers ist in     Fig.    3 dargestellt. Die  hochfrequenten Schwingungen     u1    gelangen  von der Antenne     E    auf den     Hochfrequenz-          verstärker        V,    und werden hier in bekannter  Weise verstärkt. Die verstärkte Empfangs  spannung     u..    gelangt auf einen Übertragungs-           regler        R    und von da als eine in bestimmter  Weise regulierte Spannung     u5    auf den     De-          modulator    D.

   Vom Demodulator gelangen die  erhaltenen     Niederfrequenzschwingungen        u"     auf den     Niederfrequenzverstärker        V2    und  von da in den Verbraucherkreis, z. B. einen       Lautsprecher    L. Am     Hochfrequenzverstärker          TT,        wird    ausserdem eine     vorverstärkte    Emp  fangsspannung     u3    abgenommen.

   In dieser  Empfangsspannung ist der     lIochfrequenzträ-          ger    enthalten, der zur Regulierung des Über  tragungsreglers     R    und zur Synchronisierung  des Trägergenerators G benutzt wird. Die  Regulierung des Übertragungsreglers     R    kann  beispielsweise erfolgen, indem die Empfangs  spannung     ac3    auf einen     Modulator    M gegeben       wird.    Die erforderliche konstante Hilfsspan  nung     ets        mit    der gleichen Frequenz wie der  Träger     wird    dem Trägergenerator G entnom  men.

   Dem     Modulator        !TI    kann nun eine  Gleichspannung     a        s,,    als Regulierspannung für       der;    Regler     R    entnommen werden.

   Unter       Zwischenschaltung        eines        Tiefpassfilters    T  zwecks Vermeidung störender Einflüsse der  Seitenbänder gelangt diese auf den Über     tra-          gungsregjer        R.    Der Übertragungsfaktor des       Übertragungsreglers    R wird somit in Ab  hängigkeit der Höhe des     Trägerspannungs-          anteils    in der Empfangsspannung     u3        regu-          liert.    Da im Sender der Träger bei     kleinen          und    mittleren  <RTI  

   ID="0006.0046">   Modulatoraussteuerungen,    also  bei     Modulationsgraden    zwischen 0 und 1,  konstant bleibt, erfolgt im Empfänger keine  Änderung der Verstärkung. Bei Überschrei  ten eines     Modulationsgrades    m =1 wird im  Sender, entsprechend der     Kurve        UT*    der       Fig.    2, der Träger umgekehrt proportional  zum     Modulationsgrad    reduziert, was zur  Folge hat, dass auch im Empfänger der     Über-          tragungsfaktor    des Reglers     geändert    wird.

    Der Regler     R,    arbeitet so, dass sein     Übertra-          gungsfaktor    etwa im gleichen Verhältnis an  steigt, wie die Amplitude des Trägers     UT*     abnimmt. Die     Seitenbandspannung,    welche  in der verstärkten Empfangsspannung     atz     enthalten ist und beim     Modulationsgrad     m > 1 durchwegs     einen    konstanten Pegel  aufweist, wird nun im Regler proportional    dem     Sendermodulationsgirad    m verstärkt.

   Im  untern     Aussteuerungsgebiet,        m     <  1,     ist    diese  Proportionalität zum     vorneherein    vorhanden,  da ja hier der     normale        Amplitudenmodula-          tionsvorgang    nicht verändert     wird.    Die  Folge davon ist, dass die     Seitenbandspannung     über die ganze     Aussteuerung    von m = 0  bis     n    linear mit dem     Modulationsgrad    des  Senders verläuft.

   Für die     Demodulierung    der       Hochfrequenzspannung        at,,    muss dem     Demo-          dulator    D eine konstante Trägerspannung     u,     zugeführt werden. Diese Trägerspannung  wird einem internen Trägergenerator G ent  nommen. Der Generator G wird durch eine  Steuerspannung     at,    aus einer Vorrichtung F  nach Frequenz und Phase mit dem Träger  anteil der Spannung     2t3    synchronisiert. Aus  dem Generator G wird der     Synchronisie-          rungseinrichtung    F die erzeugte Frequenz     t,     als Vergleichsgrösse zurückgeführt.

   Die Trä  gerspannung     %,    die dem Demodulator<I>D</I>  zugeführt     wird,    muss immer grösser sein als  die Eingangsspannung     u"    damit nichtlineare  Verzerrungen sicher vermieden werden. Die  Spannung     ur,    enthält ebenfalls noch einen       Trägerspannungsanteil,    der sich zur Träger  spannung     u.,    einfach addiert. Der Aufbau des  Verstärkers     TT,    ist grundsätzlich gleichgültig.  Er     kann    z. B. als     Gradausverstärker,    er kann  aber auch als     Überlagerungsverstärker    ge  baut sein.

   Der Verstärker kann auch eine  automatische Schwundregulierung enthal  ten. In diesem Falle ist diese z. B. in die  Eingangsstufen des Verstärkers     V,    einzu  bauen, und zwar so, dass sie vor der Abnahme  stelle für die Regulierspannung     at,    zur Wirk  samkeit kommt. Die Schwundregulierung  wird bei kleinem     Modulationsgrad    vorwie  gend durch den Träger und bei grossem     Mo-          dulationsgTad        vorwiegend    durch die Seiten  bandspannung beeinflusst. Auf diese Weise  ist die Schwundregulierung nur gering, prak  tisch     vernachlässigbar,    von der     Aussteuerung     abhängig.

   Der Abnahmeort für die Steuer  spannung     %    ist so gewählt,     da-ss    der Träger  anteil gross     gerug    ist, um eine betriebssichere  Synchronisierung des Generators G zu er  möglichen.      Es sind noch weitere Ausführungsbei  spiele der Erfindung möglich. Es ist zum  Beispiel beim Sender auch möglich, den dem  Regler R folgenden Verstärker     Y    wegzu  lassen. In diesem Fall arbeitet der Regler     R     direkt auf den Ausgangskreis A.

   Ferner  kann die Reduktion des Trägers     uo    nach dem       Modulator        37    auch so erfolgen, dass Siebmit  tel nachgeschaltet sind, die auf den Träger  abgestimmt sind und auf diesen     dämpfend     einwirken.  



  Ferner kann die Regulierung der Seiten  ba.ndamplitude auch so vorgenommen wer  den, dass ihr Wert für einen den Wert 1 über  steigenden     Modulationsgrad    sich mit diesem  etwas erhöht. Dies ist ohne     Senderübersteue-          rung    möglich, da ja die Trägerleistung mit  steigendem     Modulationsgrad    abnimmt und  somit für die     Seitenbandamplitude    eine ent  sprechend grössere Aussteuerung zulässig ist.  Man erreicht so eine noch bessere     Senderaus-          nützung.     



  In der     Senderschaltung        Fig.    1 braucht  die an sich konstante     Vergleichsspannung        u,'     nicht unbedingt dem     Trägerreduktor    T     bezw.     dem Generator G entnommen zu werden. An  ihrer Stelle kann eine konstante Gleichspan  nung treten, die einer besonderen Spannungs  quelle entnommen wird.

   Hält man diese  Spannung auf unveränderlichem Wert, so  kann durch Ändern der     Trägerreduktion    er  reicht werden, dass die den Trägerverlauf  darstellende Kurve     uT    höher oder tiefer zu  liegen kommt, dementsprechend verläuft  auch das Kurvenstück     uT*.    Die beiden Be  triebsfälle sind in der     Fig.    2a dargestellt.  Kurve b zeigt die Trägerhöhe bei geringerer  und Kurve a zeigt den Fall für stärkere Re  duktion. Der Fall a hat praktische Bedeu  tung, wenn der Energieaufwand für den  Träger noch weiter reduziert werden soll  gegenüber der     Seitenbandenergie.     



  Für viele Zwecke kann es von     Vorteil     sein, Sender und Empfänger zusammen mit  den bekannten     Dynamikreglern    zu verwen  den. Solche     Dynamikregler        verändern    das  Übertragungsmass auf der Niederfrequenz-    seife. Ihre Steuerung erfolgt meistens in Ab  hängigkeit der zu regelnden     Durchgangs-          Spannung.    Diese Regelung kann aber auch  in Abhängigkeit der Regulierspannung des  Senders oder des Empfängers erfolgen.

Claims (1)

  1. <B>PATENTANSPRÜCHE:</B> I. Verfahren zur trägerfrequenten Nach richtenübertragung mittels amplitudenmodu- lierter Schwingung und reduziertem Träger, dadurch gekennzeichnet, da.ss im Sender von einem Teilbetrag der maximalen Modulator- aussteuerung an eine Verstärkungsänderung beginnt, so dass am Senderausgang mit wach sender Aussteuerung die Amplitude des Trägers abnimmt und der zeitliche Mittel wert der Seitenbandamplitude unterhalb des mit der Aussteuerung proportional zuneh menden Betrages liegt,
    wobei im Empfänger sowohl die Träger- als auch die Seitenband amplitude einer zum Sender wenigstens an genähert inversen Steuerung unterworfen werden. 1:1. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im Sender Mittel vorge sehen sind zur Beeinflussung der Träger und der Seitenbandamplitude von einem be stimmten Teilbetrag der maximalen Modu- latoraussteuerung an, so dass am Sender ausgang mit Erhöhung der Aussteuerung die Amplitude des Trägers abnimmt und der zeitliche Mittelwert der Seitenbandamplitude unterhalb des mit der Aussteuerung propor tional zunehmenden Betrages liegt, und dass im Empfänger Mittel vorgesehen sind,
    welche eine zur im Sender erfolgten Ampli- tudenbeeinflussung wenigstens annähernd inverse Amplitudensteuerung des Trägers und der Seitenbänder bedingen. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da: durch gekennzeichnet, dass beim Sender durch die Verstärkungsänderung mit zuneh mender Modulatoraussteuerung die Seiten bandamplitude derart zunimmt, dass der Senderverstärker bei Verstärkungsänderung wenigstens angenähert maximal ausgesteuert wird. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass beim Sender durch die Verstärkungsänderung die Träger amplitude wenigstens angenähert umgekehrt proportional mit wachsendem Modulations- grad abnimmt und der zeitliche Mittelwert der Seitenbandamplitude mit wachsendem Modulationsgrad wenigstens angenähert kon stant bleibt. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Teilbetrag der maximalen Modulatoraussteuerung, bei dem die Verstärkungsänderung beginnt, wenigstens angenähert gleich ist dem Teil betrag der vor Einsetzen der Verstärkungs änderung schon vorhandenen Trägerreduk tion. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass beim-Sender die Verstärkungsänderung durch eine Regel spannung gesteuert ist, die der momentanen Überhöhung der - Amplitudenumhüllungs- kurve der Modulationsspannung gegenüber einer wenigstens angenähert konstanten Ver gleichsspannung entspricht. 5.
    Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Vergleichs spannung derart gewählt ist, dass die Ver stärkungsänderung einsetzt, wenn am Sen- derausgang die Amplitude der Seitenbänder spannung (us) die Amplitude der Träger spannung (uT) überschreitet. 6, Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet,
    dass beim Empfänger die bei Abnahme des Trägeranteils der Emp fangswelle einsetzende Verstärkungserhö- hung wenigstens angenähert umgekehrt pro portional der Höhe des Trägeranteils erfolgt. 7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass beim Sender dem Modulator eine Regeleinrichtung nach geschaltet ist zur Beeinflussung des Über tragungsfaktors in Abhängigkeit der Aus steuerung, und dass zwischen dem Modulator und der :Regeleinrichtung Mittel zur Reduk tion des Trägers angeordnet sind. B.
    Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Modul_ator und der Regeleinrichtung eine dem Trägergenerator entnommene Spannung eingeführt wird; die die am Ausgang des Modulators auftretende Trägerspannung ver ringert. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Modulator und der Regeleinrichtung selek tive Dämpfungsmittel vorhanden sind, die eine Reduktion des Trägers verursachen. 10. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelein- richtung direkt mit dem Senderausgang ver bunden ist. 11.
    Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Regeleinrichtung und dem Sendera-usgang ein Verstärker vorhanden ist. 12. Einrichtung nach Unteranspruch 7. dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflus sung des Übertragungsfaktors der Regelein richtung durch eine Regelspannung erfolgt, die einer Vorrichtung entnommen ist,
    in der die momentane Überhöhung der Amplituden- umh.üllungskurve der Modulationsspannung gegenüber einer Vergleichsspannung laufend verglichen wird. 13. Einrichtung nach Unteranspruch 1?, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichs spannung wenigstens angenähert gleich dem Scheitelwert der reduzierten Trägerspan nung ist. 14.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfänger die bei Abnahme des Trägeranteils der Emp fangswelle einsetzende Erhöhung des Ver stärkungsgrades durch eine Regeleinrichtung erfolgt, die vor dem Demodulator eingeschal tet ist und in Abhängigkeit der Trägerampli tude der Empfangswelle arbeitet. 15.
    Einrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, da.ss dem Demodu- lator eine Trägerspannung aus einem örtli chen Generator zugeführt wird, der durch eine dem Signalverstärker entnommene Steuerfrequenz auf die dem Demodulator vom Signalverstärker her zugeführte Träger frequenz synchronisiert ist. 16. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sender und dem Empfänger selbsttätige Dynamik regler zugeschaltet sind.
CH249263D 1944-11-22 1944-11-22 Verfahren und Einrichtung zur trägerfrequenten Nachrichtenübertragung mit Träger- und Seitenbandsteuerung. CH249263A (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2586825A (en) * 1948-01-16 1952-02-26 Int Standard Electric Corp Signal compression and expansion arrangements in electric communication systems

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