Verfahren und Einrichtung; zur Übertragung von Nachrichten unter Breitenänderung des Frequenzbandes. Zur Mehrfachausnutzung hochwertiger Übertragungswege ist es bekannt, den über tragbaren Frequenzbereich in mehrere Kanäle von etwa 4000 Hz Breite zu unterteilen und die Frequenzbänder der einzelnen Nachrich ten in diese Kanäle zu verlagern. Hierbei ist es jedoch erforderlich, zwischen den einzel nen Kanälen einen für die Nachrichtenüber mittlung nicht ausgenutzten Abstand zu hal ten, oder es müssen erhebliche Aufwendun gen für die Schaffung von steilen Filtern ge macht werden.
Es ist ferner bekannt, mittels eines, meh rere Elektroden bestreichenden Elektronen strahls aus den Sprachkurven der mit den Elektroden verbundenen verschiedenen Nach richtenwege kleine Teilabschnitte herauszu greifen und nacheinander zu übertragen. Hierbei werden periodische Teile des Fre- quenzzuges jeder einzelnen Nachrichtensen dung unterdrückt, und es bleibt am Emp- fangsende der Trägheit des menschlichen Ohres überlassen, aus den kurzen Teilbeträ gen die fehlenden Stücke des Frequenzzuges zu ergänzen.
Während bei diesen bekannten Verfahren die Breite des Frequenzbandes einer Nach richtensendung unverändert beibehalten, die ses Frequenzband vielmehr lediglich einer Trägerfrequenz überlagert wird, bzw. zeitlich im Abstand auseinander folgende Teile des Frequenzbandes aus diesem herausgegriffen werden, sind auch bereits Verfahren bekannt, bei denen Nachrichten unter Verkleinerung des am Sendeende gegebenen Frequenzbandes und Rückführung des verkleinerten Bandes am Empfangsende auf seine ursprüngliche Breite übertragen werden und es dadurch ermöglichen, dass der Durchlassbereich des Übertragungsweges in eine grössere Anzahl von Kanälen unterteilt werden kann.
Auch diesem Verfahren haften die Mängel jedes Mehrkanalsystems an.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Ver fahren zur Übertragung von Nachrichten un ter Breitenänderung des am Sendeende ge gebenen Frequenzbandes und Rückführung des veränderten Bandes am Empfangsende auf seine ursprüngliche Breite. Jedoch be zweckt die Erfindung, die Nachteile dieses bekannten Verfahrens zu vermeiden und er reicht dies dadurch, dass am Sendeende das Frequenzband einer Sendung unter Verkür zung der Zeitdauer der Sendung auf die Durehlassbreite des -Übertragungskanals ver breitert wird.
Um das Mass der Verbreiterung des Frequenzbandes wird die Zeitdauer der Übertragung verkürzt, da das Produkt aus Zeit und Frequenz eine Konstante bildet. Dadurch wird Zeit für die Übertragung der Frequenzbänder weiterer Nachrichtenwege ge wonnen, so dass der vollständige Frequenzver- lauf mehrerer Nachrichtenwege über den glei chen Übertragungsweg übertragen werden kann, ohne dass Filter und Siebmittel für die Aufteilung in einzelne parallel betriebene Kanäle erforderlich sind.
Beil der bevorzug ten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden mehrere gleichzeitige Sendungen unter Verbreiterung ihres Fre quenzbandes in ihrer Zeitdauer verkleinert und absatzweise hintereinander übertragen. Vorzugsweise werden hierbei die gleichzeitigen Sendungen auf Speichereinrichtungen gespei chert und die Speicherungen nacheinander abgegriffen.
Für die Durchführung des Verfahrens ist eine magnetische Zwischenspeicherung beson ders geeignet. Hierbei wird mit Vorteil jeder durch Magnetisierung gespeicherte Frequenz zug mittels eines umlaufenden Hörkopfes ab satzweise in einem Bruchteil des Magnetisie- rungsabschnittes abgegriffen.
Dieser Abgriff mittel seines mit einem Vielfachen der Tonträ- gergeschwindigkeit umlaufenden Hörkopfes ermöglicht es, die kontinuierliche Magnetisie- rung des Trägers unter Zeitraffung und Frequenzvervielfachung in eine absatzweise Sendung zu verwandeln, welche so viel Zeit gewinnt, dass mehrere gleichzeitig gesendete Nachrichten über denselben Weg übertragen werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung werden die Hörköpfe, welche die verschiedenen gleichzeitig- magneti sierten Träger abgreifen, gegeneinander ver setzt angeordnet, so dass die absatzweise ab gegriffenen Magnetisierungsabschnitte der ein zelnen Träger unmittelbar nacheinander aus gesandt werden. Zweckmässig sind die Hör köpfe hierbei auf einer gemeinsam umlaufen den Achse nach Art einer Wendel verdreht angeordnet. Hierbei können die Aufnahriie- spulen sämtlicher Hörköpfe elektrisch mit einander verbunden sein, da sie infolge der Versetzung zwangläufig nacheinander wirk sam werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfin dung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig.1 die Führung eines Magnetisierungs- trägers in schematischer Darstellung, Fig.2 ein Zeitdiagramm, Fig. 3 eine Sende- und Empfangseinrich tung für Nachrichtenübertragung in beiden Richtungen mit mehreren, paarweise ange ordneten, umlaufenden Sprech- und Hör köpfen, Fig.4 eine Sende- und Empfangseinrich tung,
bei der umlaufende Sprech- und Hör köpfe in zwei getrennten Schraubenlinien auf einer rotierenden Welle angeordnet sind.
Bei der in Fig.l dargestellten Einrich tung wird ein Magnetisierungsträger T be kannter Ausbildung in Gestalt eines 'Stahl drahtes, Stahlbandes, eines mit magnetisier- baren Teilchen versehenen Filmbandes oder dergleichen kontinuierlich von einer Antriebs rolle A in Umlauf gesetzt und hierbei über einen sogenannten Löschkopf L und einen sogenannten Sprechkopf S sowie über einen Hörkopf H bewegt. Eine feste Rolle R1 dient zur Umlenkung des Trägers, und eine weitere Rolle R2 ist in Richtung des dargestellten Pfeils beweglich angeordnet und hält den Träger angespannt.
Die Spule LS des Lösch kopfes wird in bekannter Weise ständig durch einen Gleichstrom oder hochfrequenten Strom magnetisiert und löscht daher jede Modulation auf dem Tonträger. Die Spule SS des Sprechkopfes S wird vormagnetisiert und durch die zu übertragende Nachrichten sendung erregt; sie magnetisiert den an dem Sprechkopf vorbeigleitenden Magnetisierungs- träger entsprechend dem Frequenzzug dieser Sendung.
Der so magnetisierte Abschnitt des Trägers überstreicht sodann den Hörkopf H und induziert in den Spulen HS entsprechend dem aufmagnetisierten Frequenzzug elek trische Schwingungen, die einem Sender zu geleitet werden können. Steht, wie bei be kannten Anordnungen, der Hörkopf H still, dann erfolgt der Abgriff mittels des Hör kopfes H in einem gleich langen Zeitabschnitt wie die Magnetisierung.
Der Hörkopf H ist jedoch auf einer Achse HA drehbar angeordnet, so dass es möglich ist, die Relativgeschwindigkeit zwischen Trä ger T und Hörkopf H anders zu bemessen als, die Fortschaltgeschwindigkeit v des Trägers T. Wird der Hörkopf beispielsweise mit, der Umfangsgeschwindigkeit v entgegen der Be wegungsrichtung des Trägers gedreht, dann ist die Relativgeschwindigkeit gleich 2v, also doppelt so gross wie die Fortschaltgeschwin- digkeit des Trägers.
Das bedeutet, die Ab tastung eines Magnetisierungsabschnittes durch den Hörkopf kann in der halben Zeit, die für die Magnetisierung dieses Abschnittes be nötigt wurde, erfolgen.
Der Hörkopf H liegt an einer Stelle des Umfanges einer auf der Achse HA drehbaren Führungsscheibe<I>HF.</I> Eine Abtastung des Trägers<I>T</I> durch den Hörkopf<I>H</I> kann nur so lange erfolgen, wie der Träger T auf der Führungsscheibe<I>HF</I> anliegt.
Wird die Rela tivgeschwindigkeit zwischen Träger und Hör kopf n-mal so hoch gewählt wie bei stillste hendem Hörkopf, und liegt der Träger für den n-ten Teil des Umfanges auf der Füh rungsrolle<I>HF</I> auf, dann werden aufeinander folgende Magnetisierungsabschnitte des Trä gers absatzweise abgegriffen, ohne dass ir gendein Teil eines solchen Magnetisierungs- abschnittes verloren ginge.
In den Spulen HS des Hörkopfes H werden während des n-ten Teils des Zeitabschnittes, der für die Magneti- sierung des betreffenden Abschnittes des Trä gers gebraucht wurde, sämtliche magneti sierten Frequenzen induziert, während in den übrigen
EMI0003.0018
Teilen des Zeitabschnittes die Spulen stromlos sind, da sie den von dem Träger T abgewandten Bereich während die ser Zeit durchlaufen. Infolge der Zusam- mendrängung der Modulation auf den n-ten Teil der Zeit werden die Frequenzen um den Faktor n vergrössert.
Dies ermöglicht es, in die gewonnenen stromlosen Zeitabschnitte die Übertragung weiterer Nachrichtensendungen einzuschieben: Hierzu ist es lediglich erforderlich, dass n Magnetisierungsträger T vorgesehen sind, die von n Sprechköpfen -S moduliert und durch <I>n</I> Hörköpfe<I>H</I> abgegriffen werden.
Liegt jeder der Magnetisierungsträger T auf dem n-ten Teil . des Umfanges der zugeordneten Hörkopfrolle <I>HF</I> auf und laufen alle Hör- kopfrollen HF mit solcher Geschwindigkeit um, dass die Relativgeschwindigkeit am Um fang den n-fachen Betrag der'Trägergeschwin- digkeit hat, dann ist es lediglich erforderlich, die Hörköpfe H derart längs- des Umfanges zu versetzen, dass in jedem Augenblick stets nur ein Hörkopf wirksam ist,
um eine lücken lose aufeinanderfolgende Sendung von gleich zeitig moduliertenMagnetisierungsabschnitten der n Träger in einer Zeitspanne zu erhal ten, die gleich lang ist wie die Zeitspanne für die Modulierung der Magnetisierungs- abschnitte. Die Versetzung der Hörköpfe H kann beispielsweise nach Art einer Wendel erfolgen, wobei der Winkel zwischen aufein anderfolgenden Hörköpfen den n-ten Teil von 360 beträgt.
Dann ist während eines n-ten Teils des Umfanges der erste Hörkopf, wäh rend eines zweiten Umfangteils von l[n, Länge der zweite Hörkopf usw. -und schliesslich wäh rend des n-ten Umfangteils von 'in Länge der n-te Hörkopf wirksam.
Da die Relativ geschwindigkeit zwischen Hörkopf und Trä ger den n-fachen Betrag der Fortschalt- geschwindigkeit des Trägers besitzt, ist jeder Hörkopf erneut zum Abgriff bereit, wenn der dem abgegriffenen Magnetisierungsab- schnitt unmittelbar folgende weitere Magneti- sierungsabschnitt des Trägers auf der Hör kopfrolle<I>HF</I> aufläuft.
Die Spulen HS sämtlicher n Hörköpfe können miteinander elektrisch verbunden sein, da sie nur nacheinander wirksam werden. Sie beeinflussen nacheinander den Sender eines einzigen Übertragungsweges. Auf der Empfangsseite werden durch eine entspre chende Anordnung, in welcher n gegeneinan der versetzte Sprechköpfe rotieren, n Magneti- sierungsträger entsprechend der empfangenen Sendung magnetisiert. Jeder Träger wird dann durch einen eigenen ruhenden Hörkopf abgegriffen.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Zeitdia gramm ist angenommen, dass fünf Magneti- sierungsträger Ta, <I>Tb,</I> Tc, Td, Te auf der Sendeseite vorhanden sind, welche durch fünf gleichzeitig betriebene Nachrichtenwege moduliert werden, Die Modulationsabsehnitte 1111, 1712 folgen einander lückenlos.
Die Länge jedes dieser Modulationsabschnitte 1Y11, <I>M2</I> der verschiedenen Träger Ta bis Te entspricht 1/5 des Umfanges der Hörkopfrolle HF. Die Zeitspanne t, die zur Modulation eines sol chen Abschnittes 1Y11, <I>M2</I> vergeht, ist bestimmt durch die Geschwindigkeit v des Tonträgers<I>T.</I>
Die Umlaufgeschwindigkeit der fünf Hör kopfrollen Hb' ist so gross, dass die Relativ geschwindigkeit am Umfange den fünffachen Wert der Trägergeschwindigkeit v besitzt. Während der Zeitspanne t, während welcher der Modulationsabschnitt H1 an den Hör kopfrollen<I>HF</I> anliegt, drehen sich die Hör kopfrollen<I>HF</I> einmal um 360 , so dass nach einander alle fünf Hörköpfe Ha,'Hb, <I>He,</I> Hd und<I>He</I> wirksam werden.
Die Modulation des Abschnittes 1111 des Trägers Ta wird hierbei in dem Zeitabschnitt ha zusammengedrängt, der nur 1/5 der Zeitspanne t beträgt. Infolge der Versetzung der fünf Hörköpfe werden die Abschnitte ha, hb, <I>he,<B>Ad</B></I> und<I>he</I> nachein ander wirksam und füllen eine Zeitspanne t vollkommen aus, welche gleich lang der Zeit spänne ist, die zur Modulation des Abschnit tes 1111 benötigt wurde.
Das -Diagramm gibt den Augenblick wieder, wo die Hörköpfe Ha bis IId bereits wirksam geworden sind und der Hörkopf<I>He</I> im Begriff ist, den Modula- tionsabschnitt Hl des Trägers Te abzugrei fen.
Laufen die zweckmässig äiaf einer gemein samen Drehachse angeordneten Hörkopfrollen <I>-Ih'</I> entgegen der Fortschaltrichtung des Trä gers um, dann muss die Umlaufgeschwindig- keit den (1-n)-fachen Betrag der Träger geschwindigkeit ausmachen, damit die Relativ geschwindigkeit am Umfang den n-fachen Be trag der Trägergeschwindigkeit besitzt.
Der Abgriff der magnetisierten Modulation er folgt dabei im gleichen Sinne wie- die Magneti- sierung. Laufen hingegen die Hörkopfrollen <I>HF</I> in der gleichen- Richttang um, wie die Fortschaltung des- Trägers T erfolgt, dann müss die Umlaufgeschwindigkeit den (1+n)- fachen Betrag der Trägergeschwindigkeit be sitzen,
damit die Relativgeschwindigkeit am Umfang -n-mal so- gross ist wie die Träger- geschwindigkeit. In diesem Falle erfolgen aber die Abgriffe jeweils im umgekehrten Sinne wie die Magnetisierung, weil der Hörkopf die einzelnen Magnetisierungsabschnitte jeweils überholt.
Das auf dem einzigen Nachrichten weg übertragene Frequenzband setzt sich so mit nicht nur aus den ver-n-fachten Frequen zen der nacheinander übermittelten Teil abschnitte von n verschiedenen Nachrichten wegen zusammen, sondern hat zudem noch die zeitliche Folge des Frequenzzuges jedes Teil abschnittes umgedreht. Dadurch ist eine voll- , kommene Sicherheit gegen ein Abhören einer solchen Nachrichtensendung durch Unbefugte gegeben.
Die rotierenden Hörköpfe der Sendestelle und die rotierenden Sprechköpfe der Emp- , fangsstelle müssen vollkommen synchron und in gleicher Phase arbeiten. Hierzu lassen sich aus der Fernsehtechnik bekannte Mittel ver wenden. Da bei dem Verfahren die Übertra gungsfrequenz ver-n-facht wird, steht der tonfrequente Bereich des Übertragungsweges für die Übertragung von zusätzlichen Vor gängen zur Verfügung, die zur Synchronisie- rung und Steuerung dienen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten 'Sende- und Empfangseinrichtung für Nachrichtenüber tragung in beiden Richtungen wird der in Gestalt eines Magnettonbandes ausgebildete Modulationsträger T von einer Antriebsrolle A_ in Umlauf gesetzt. Hierbei wird er über einen seine ganze Breite bestreichenden Lösch- kipf L, mehrere in Abstand voneinander an geordnete Sprechköpfe S und eine gleiche An zahl von Hörköpfen H geführt, die jedoch in den zwischen den Sprechköpfen S freibleiben den Streifen des Bandes T angeordnet sind.
Zwischen den feststehenden Sprechköpfen S und den feststehenden Hörköpfen H befinden sich umlaufende Hörköpfe 1 bis 6 und um laufende -Sprechköpfe I bis VI. Auf einer für die umlaufenden Sprech- und Hörköpfe gemeinsamen Antriebswelle H9. sind jeweils ein Sprechkopf und ein Hörkopf, zum Bei spiel 1 und I, nebeneinander angeordnet. Je des - Sprech- und Hörkopfpaar 1, I; 2, 1I ist gegenüber der andern um eine bestimmte Winkelstellung versetzt, so dass sich eine An ordnung nach Art einer Wendel ergibt.
Die rotierenden Hörköpfe 1 bis 6 nehmen die von den feststehenden Sprechköpfen S aufgezeich neten Tonspuren auf, während die rotieren den Sprechköpfe I bis VI Tonspuren auf den Tonträger T aufzeichnen, die von den Hör köpfen H abgenommen werden. Die Führung des Tonträgerbandes geschieht durch eine Spannungsrolle R2 und eine Umlenkrolle R1.
In der in Fig. 4 dargestellten Anordnung sind die feststehenden Sprechköpfe S unmit telbar nebeneinander angeordnet und bestrei chen auf diese Weise die obere Hälfte des Tonbandes<I>T.</I> Die feststehenden Hörköpfe<I>H,</I> durch die die von den umlaufenden Sprech köpfen I bis VI aufgezeichneten Tonspuren abgenommen werden, sind dementsprechend ebenfalls nebeneinanderliegend angeordnet und bestreichen die untere Hälfte des umlau fenden Tonbandes T.
Durch diese Anordnung der feststehenden Sprechköpfe S und Hör köpfe H ergibt sieh die Anordnung der rotie renden Hörköpfe 1 bis 6 und der rotierenden Sprechköpfe I bis VI in zwei Schraubenlinien auf der rotierenden Welle HA. Die Führung des Tonbandes T erfolgt auch bei der Anord nung der Fig. 4 über Walzen A, R1 und R2.
Sendung und Empfang wickeln sich bei beiden in den Fig.3 und 4 gezeigten Aus führungsbeispielen in der folgenden Weise ab: Die Spulen SS der feststehenden Sprech köpfe S werden durch die gleichzeitig zu über tragenden Nachrichtensendungen erregt und magnetisieren das an den Sprechköpfen S vorbeigleitende Tonband T entsprechend dem Frequenzzug der einzelnen Sendungen. Die so aufgezeichneten Tonspuren werden durch die umlaufenden Hörköpfe 1 bis 6 abgenom men.
Da bei n feststehenden Sprechköpfen die Relativgeschwindigkeit zwischen dem um laufenden Tonband und den rotierenden Hör köpfen 1 bis 6 (n 1)-mal @so hoch ist, wie bei stillstehenden Hörköpfen, werden bei einer Umdrehung der Welle<I>AH</I> sämtliche von den Sprechköpfen S stammenden Tonspuren durch die rotierenden Hörköpfe 1 bis 6 nacheinan der aufgenommen und absatzweise und zeit- lieh gerafft über einen Übertragungsweg wei tergegeben, ohne -dass irgendein Teil eines solchen Magnetisierungsabschnittes verloren geht. Das Frequenzvoliunen bleibt vollkom men erhalten.
Beim Empfang der Übertragung in der entgegengesetzten Richtung werden die ro tierenden Sprechköpfe I bis VI durch die entsprechenden, einzeln aufeinanderfolgenden Abschnitte der gleichzeitig zu übertragenden Nachrichtensendungen magnetisiert.
Da wie beim Sendevorgang die Relativgeschwindig keit zwischen dem umlaufenden Tonband und den rotierenden Sprechköpfen (n 1) -mal so hoch ist, wie bei stillstehenden Sprechköpfen, und die Umlaufgeschwindigkeiten auf der Sendeseite und der Empfangsseite dieses Übertragungsweges gleich sind, kommt bei einer Umdrehung der Welle jeder Abschnitt der einzelnen Nachrichtensendungen zur Wir kung und zeichnet infolge der versetzten, wen delartigen Anordnung der rotierenden Sprech köpfe nebeneinanderliegende, fortlaufende Tonspuren auf dem Tonband auf.
Die geraff ten und in ihrer Frequenz vervielfachten Ab schnitte der gleichzeitig übertragenen Nach richtensendungen werden auf diese Weise wie der gedehnt, so dass die anfänglichen Fre- quenzzüge wieder entstehen, die von den fest stehenden Hörköpfen abgegriffen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 liegen neben einer zur Sendung kommenden Tonspur eine für den Empfang bestimmte Tonspur; die beiden Übertragungsrichtungen einer wechselseitigen Nachrichtenverbindung, zum Beispiel einer Gesprächsverbindung; sind also nebeneinander angeordnet. Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig.4 sind sämtliche zur Sendung gelangenden Tonspuren neben einander auf der obern Hälfte des Tonbandes angeordnet, und die zum Empfang aufzu zeichnenden Tonspuren füllen die untere ' Hälfte des Tonbandes aus.
In beiden Fällen sind die umlaufenden Sprechköpfe I bis VI und die Hörköpfe 1 bis 6 auf einer gemein sam rotierenden Welle<I>HA</I> angeordnet. An jedem Ende eines in beiden Richtungen be nutzten Übertragungsweges ist somit nur eine umlaufende Welle angeordnet, und es ist auch nur eine Synchronisierungseinrichtung not wendig, um diese beiden umlaufenden Wellen in gleicher Phase zu halten.