Übertragungsanlage mit einer Sende- und einer Empfangsvorrichtung zur Übertragung von Information in einem bestimmten Frequenzband Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Übertragungs anlage mit einer Sende- und einer Empfangsvorrichtung zur Übertragung von Informationen in einem bestimm ten Frequenzband, bei dem die insgesamt zu übertra gende Information von einer Hauptinformationsquelle und von einer zugehörigen Hilfsinformationsquelle her rührt. Diese letztere Quelle weist natürlich einen geringe ren Informationsinhalt als die Hauptinformationsquelle auf. Die Übertragung der Informationssignale kann da bei entweder direkt oder nach Modulation, z. B. Ampli tudenmodulation oder Frequenzmodulation, erfolgen.
In dieser Übertragungsanlage wird das Hilfsinforma tionssignal durch eine innerhalb des Frequenzbandes des Hauptinformationssignals liegende und mit diesem Hauptinformationssignal unkorrelierte periodische Im pulsfolge gebildet, die von der als Impulsgenerator aus gebildeten Hilfsinformationsquelle herrührt und die in der Sendevorrichtung in einer linearen Zusammenfü gungsvorrichtung ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung mit dem Hauptinformationssignal zusam mengefügt wird, während in der Empfangsvorrichtung das Hauptinformationssignal und die innerhalb des Fre quenzbandes dieses Signals liegende und mit diesem Si gnal linear zusammengefügte Impulsfolge zusammen an eine Modulationsvorrichtung gelegt sind, an die auch eine örtlich erhaltene,
von einem dem Impulsgenerator in der Sendevorrichtung entsprechenden örtlichen Im pulsgenerator herrührende Impulsfolge gelegt ist, wobei der Ausgang der Modulationsvorrichtung mit einem Glättungsfilter verbunden ist, das zur automatischen Phasenkorrektur an ein frequenzbestimmendes Glied des örtlichen Impulsgenerators angeschlossen ist.
Die Erfindung hat den Zweck, eine Übertragungs anlage der erwähnten Art zu schaffen, bei der die ge naue Übertragung des Hilfsinformationssignals auch ge sichert ist bei Übertragung der Informationssignale über Übertragungswege, in denen die Informationssignale sich unregelmässig ändernden Frequenzverschiebungen un terworfen werden.
Die Übertragungsanlage nach der Zusatzerfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Sendevorrich tung der Impulsgenerator an den Eingang eines Fre- quenzmodulators angeschlossen ist, dessen Ausgang mit der linearen Zusammenfügungsvorrichtung verbunden ist, während in der Empfangsvorrichtung die eingehen den Informationssignale über einen Frequenzdemodu- lator der Modulationsvorrichtung zugeführt werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nunmehr anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Übertragungsanlage und Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wir kungsweise der Übertragungsanlage nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Übertragungsanlage mit einer Sen devorrichtung und einer Empfangsvorrichtung zur über- tragung eines Sprachsignals, dem ein Frequenzband mit einer Breite von 3,5 kHz zugeteilt ist. Die Übertragung erfolgt dabei unter Verwendung von Einseitenband- Amplitudenmodulation. In der Sendevorrichtung wird zu diesem Zweck das von einem Mikrophon 1 herrüh rende Sprechsignal nach Verstärkung in einem Verstär ker 2 über einen Tiefpass 3 mit einer Grenzfrequenz von 3,5 kHz an einen Übertragungsweg 4 weitergeleitet.
Am Eingang dieses Übertragungsweges 4 ist ein Amplituden- modulator 5 angebracht, der von einem Trägerfrequenz oszillator 6 von 64 kHz gespeist wird und mit einem Einseitenbandfilter 7 mit einem Durchlassbereich von 64,0-67,5 kHz versehen ist, während am Ausgang die ses Übertragungsweges 4 ein Selektionsfilter 8 gleich falls mit einem Durchlassbereich von 64,0-67,5 kHz vorgesehen ist, an das ein Amplitudendemodulator 9 angeschlossen ist, der von einem Trägerfrequenzoszilla- tor 10 von 64 kHz gespeist wird und mit einem Einsei tenbandfilter 11 in Form eines Tiefpasses mit einer Grenzfrequenz von 3,
5 kHz versehen ist. Das über die sen übertragungsweg 4 übertragene Sprachsignal wird in der Empfangsvorrichtung nach Verstärkung im Verstär ker 12 einer Wiedergabevorrichtung 13 zugeführt.
Neben dem Sprachsignal wird in dieser übertra- gungsanlage ein Adressensignal übertragen, damit zwi- sehen der Sendevorrichtung und der durch eine be stimmte Adresse gekennzeichneten Empfangsvorrich tung eine Verbindung hergestellt wird, wobei diese Emp fangsvorrichtung lediglich bei Empfang ihrer eigenen Adresse mittels eines Schalters 14 die Wiedergabevor richtung 13 mit dem Verstärker 12 verbindet. Die insge samt zu übertragende Information besteht also aus dem von einer Hauptinformationsquelle in Form eines Mi krophons 1 herrührenden Sprachsignal und aus dem von einer Hilfsinformationsquelle in Form eines Adressen gebers herrührenden Adressensignal, wobei der Infor mationsinhalt des Adressensignals viel geringer als der des Sprachsignals ist.
Um in dargestellter Übertragungsanlage eine beson ders effektive Informationsübertragung zu erzielen, wird nach dem Hauptpatent das als Adressensignal dienende Hilfsinformationssignal durch eine innerhalb des dem Sprachsignal zugeteilten Frequenzbandes mit einer Breite von 3,5 kHz liegende und mit dem Sprachsignal unkor- relierte periodische Impulsfolge gebildet, die von dem als Impulsgenerator 15 ausgebildeten Adressengeber her rührt und die in der Sendevorrichtung in einer linearen Zusammenfügungsvorrichtung 16 ohne Frequenztren nung und ohne Zeittrennung mit dem Sprachsignal zu sammengefügt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Impuls generator 15 als ein rückgekoppeltes Schieberegister 17 mit einer Anzahl Schieberegisterelemente 18, 19, 20, 21, 22 ausgebildet, deren Inhalt mit einer konstanten Schie beperiode D unter der Steuerung eines Schiebeimpuls- generators 23 weitergeschoben wird, während ferner zwischen den Schieberegisterelementen 20 und 21 ein Modulo-2-Summenerzeuger 24 angeordnet ist, wobei der Ausgang des Schieberegisters 17 einerseits mit dem zweiten Eingang des Modulo-2-Summenerzeugers 24 und anderseits mit dem Eingang des Schieberegisters 17 verbunden ist, an den auch eine Startimpulsquelle 25 an geschlossen ist.
Der Schiebeimpulsgenerator 23 wird da bei durch einen zentralen Taktimpulsgenerator 26 von 1,2 kHz gebildet, an den ein Frequenzteiler 27 mit einem Teilfaktor 2 angeschlossen ist, der also Schiebeimpulse mit einer Schiebeperiode D von 1;67 msec liefert. Gibt nun beim Einschalten des Impulsgenerators 15 die Start impulsquelle 25 einen Startimpuls ab, so wird das Schie beregister 17 infolge der Rückkopplung eine Impuls reihe mit einer sich stets wiederholenden Periode T er zeugen, die, wie im Hauptpatent erläutert wurde, beim Schieberegister 17 in Fig. 1 eine Dauer T = (25-1), D =31 D hat.
In der dargestellten Ausführungsform hat die Impulsfolge am Ausgang des Schieberegisters 17 die in Fig. 2 dargestellte Form, und diese Impulsfolge wird in der bisher beschriebenen Übertragungsanlage in der linearen Zusammenfügungsvorrichtung 16 mit einem z. B. 20 dB unter dem Pegel des Sprachsignals liegenden Pegel ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung mit dem Sprachsignal zusammengefügt.
In der Empfangsvorrichtung werden das Sprach signal und die innerhalb des diesem Signal zugeteilten Frequenzbandes liegende und mit diesem Signal linear zusammengefügte Impulsfolge zusammen an eine Modu lationsvorrichtung 28 gelegt, der gleichfalls die örtlich erhaltene, von einem dem Impulsgenerator 15 in der Sendevorrichtung entsprechenden örtlichen Impulsgene rator 15' herrührende Impulsfolge zugeführt wird, wo bei der Ausgang der Modulationsvorrichtung 28 mit einem Glättungsfilter 29 verbunden ist, das zur automa tischen Phasenkorrektur an ein frequenzbestimmendes Glied 30 des örtlichen Impulsgenerators 15' angeschlos sen ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Empfangsvorrichtung ist der örtliche Impulsgenerator 15' ebenso wie der Im pulsgenerator 15 in der Sendevorrichtung ausgebildet, wobei entsprechende Elemente mit den gleichen, aber auf der Empfangsseite mit einem Index versehenen Be zugsziffern bezeichnet sind. Ferner wird die Modula tionsvorrichtung 28 durch einen Modulo-2-Summen- erzeuger 31 gebildet, dem ein Begrenzer 32 vorange schaltet ist, der die eingehenden Informationssignale in ein zweiwertiges Signal umwandelt. Der zweite Eingang des Modulo-2-Summenerzeugers 31 ist an den örtlichen Impulsgenerator 15' angeschlossen, während der Aus gang mit einem Glättungsfilter in Form eines integrie renden Netzwerkes 29 verbunden ist, dessen Ausgangs spannung das z.
B. als veränderliche Reaktanz ausge bildete frequenzbestimmende Glied 30 steuert, das an einen als örtlichen Taktimpulsgenerator wirkenden Oszillator 26' angeschlossen ist. Dem Modulo-2-Sum- menerzeuger 31 wird dann einerseits das eingehende, aus dem Sprachsignal und der als Adressensignal dienenden Impulsfolge bestehende Informationssignal und ander seits die örtliche Impulsfolge zugeführt, die die gleiche Form, aber nicht die gleiche Phase wie die auf der Sen derseite erzeugte Impulsfolge hat.
Wie im Hauptpatent ausführlich dargelegt, wird in folge der Tatsache, dass das Sprachsignal und die Im pulsfolge unkorreliert sind, am Ausgang des integrieren den Netzwerkes 29 eine Integrationsspannung erzeugt, die bei Koinzidenz der örtlich erhaltenen Impulsfolge und der auf der Senderseite erzeugten Impulsfolge einen Maximalwert annimmt, die ferner bei gegenseitiger Zeit verschiebung der Impulsfolgen unterhalb D dieser Zeit verschiebung proportional ist, die jedoch bei grösserer gegenseitiger Zeitverschiebung einen konstanten Mini malwert aufweist. Wenn diese Integrationsspannung als Regelspannung dem frequenzbestimmenden Glied 30 zu geführt wird, wird eine genaue Phasenstabilisierung des örtlichen Taktimpulsgenerators 26' auf die Phase der auf der Senderseite erzeugten Impulsfolge erhalten.
Gleichzeitig wird die bei Koinzidenz auftretende Zu nahme der Integrationsspannung am integrierenden Netzwerk. 29, die, wie aus obenstehendem hervorgeht, ein Mass für die Stabilisierung des örtlichen Taktimpuls- generators 26' ist, zur Steuerung des der Wiedergabe vorrichtung 13 vorangehenden Schalters 14 benutzt. Zu diesem Zweck ist das integrierende Netzwerk 29 über eine Schwellenvorrichtung an den Steuerkreis des Schal ters 14 angeschlossen. Auf diese Weise wird lediglich bei Empfang des für die Empfangsvorrichtung kennzeich nenden Adressensignals die Verbindung zwischen der Sendevorrichtung und der Wiedergabevorrichtung her gestellt.
Auf diese Weise erfolgt in der bisher beschriebenen Übertragungsanlage die Übertragung des Adressen signals ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung im Sprachband, wobei trotzdem die Sprachgüte nur in geringem Masse durch das Adressensignal beeinflusst wird, das einen sehr niedrigen Pegel aufweist, z. B. 20 dB unterhalb des Pegels des Sprachsignals liegt.
Es hat sich herausgestellt, dass sich in der Praxis bei der übertragung der Informationssignale über übertra- gungswege, in denen die Informationssignale sich un- regelmässig ändernden Frequenzverschiebungen unter worfen werden, Schwierigkeiten ergeben, die z.
B. bei der in Fig.1 dargestellten Einseitenbandübertragung durch unregelmässige Unterschiede zwischen den Trä gerfrequenzen der Trägerfrequenzoszillatoren 6 und 10 am Eingang bzw. am Ausgang des Übertragungsweges 4 herbeigeführt werden können, wobei diese Unterschiede bei Übertragungswegen von unbefriedigender Güte z. B. auf 100 Hz ansteigen können. Insbesondere stellt sich heraus, dass die Übertragung der als Adressensignal wirkenden Impulsfolge durch diese unregelmässigen Fre quenzverschiebungen beeinträchtigt wird.
Um in dargestellter Übertragungsanlage auch bei Übertragungswegen, in denen unregelmässige Frequenz verschiebungen der Informationssignale auftreten, eine zuverlässige Übertragung der Impulsfolge zu erzielen, ist in der Sendevorrichtung der Impulsgenerator 15 an den Eingang eines Frequenzmodulators 33 angeschlossen, dessen Ausgang mit der linearen Zusammenfügungsvor richtung 16 verbunden ist, während in der Empfangs vorrichtung die eingehenden Informationssignale über einen Frequenzdemodulator 34 der Modulationsvorrich tung 28 zugeführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird der Fre- quenzmodulator 33 durch zwei UND-Tore 35, 36 ge bildet, deren Ausgänge über ein ODER-Tor 37 an die lineare Zusammenfügungsvorrichtung 16 angeschlossen sind, wobei jedem der beiden UND-Tore 35, 36 die vom Impulsgenerator 15 herrührende Impulsfolge über eine Zuführleitung zugeführt wird, während eine dieser Zu führleitungen mit einer invertierstufe 38 versehen ist und ausserdem an eines der UND-Tore 35,
36 eine erste vom zentralen Taktimpulsgenerator 26 abgeleitete Trä gerschwingung und an das andere UND Tor eine zweite gleichfalls vom zentralen Taktimpulsgenerator 26 ab geleitete Trägerschwingung gelegt wird. Insbesondere wird an das UND-Tor 35 die erste Trägerschwingung mit einer Frequenz fc1 von z. B. 2,4 kHz gelegt, die mit Hilfe eines Frequenzvervielfachers 39 aus dem zentralen Taktimpulsgenerator 26 hergeleitet ist, während an das UND-Tor 36 die zweite Trägerschwingung mit einer Frequenz f,2 von z. B. 1,2 kHz gelegt wird; hierzu wird in diesem Falle die vom zentralen Taktimpulsgenerator 26 erzeugte Taktimpulsreihe direkt benutzt.
Der Fre- quenzdemodulator 34 auf der Empfangsseite wird z. B. durch einen Foster-Seely-Diskriminator gebildet.
In der Übertragungsanlage wird die als Adressen signal wirkende Impulsfolge des Impulsgenerators 15 mit Hilfe von Frequenzverschiebungsmodulation ( fre- quency shift keying ) übertragen. Je nachdem in zu übertragender zweiwertiger Impulsfolge ein Impuls vor liegt oder fehlt, wird eine Impulsreihe mit einer Träger frequenz fc1 von 2,4 kHz über das UND-Tor 35 und das ODER-Tor 37 bzw. eine Impulsreihe mit einer Träger frequenz f,2 von 1,2 kHz über das UND-Tor 36 und das ODER-Tor 37 der linearen Zusammenfügungsvor richtung 16 zugeführt.
Die am Ausgang des Frequenz modulators 33 erhaltene frequenzmodulierte Impulsfolge liegt innerhalb des dem Sprachsignal zugeteilten Fre quenzbandes von 3,5 kHz und wird mit einem z. B. 20 dB unter dem Pegel des Sprachsignals liegenden Pe gel ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung in der linearen Zusammenfügungsvorrichtung 16 mit dem Sprachsignal zusammengefügt. In der Empfangsvorrich tung werden das Sprachsignal und die innerhalb des die sem Signal zugeteilten Frequenzbandes liegende und mit diesem Signal linear zusammengefügte frequenzmodu lierte Impulsfolge zusammen dem Frequenzdemodulator 34 zugeführt.
Am Ausgang dieses Frequenzdemodula- tors treten dann die ursprünglich auf der Senderseite er- zeugte Impulsfolge und das frequenzdemodulierte Sprachsignal auf, welch letzteres ebenso wie das ur sprüngliche Sprachsignal nicht mit der Impulsfolge kor reliert ist. Auch in diesem Falle wird auf die oben be schriebene Weise eine genaue Phasenstabilisierung des örtlichen Taktimpulsgenerators 26' auf die Phase der auf der Senderseite erzeugten Impulsfolge erhalten.
Wenn in dieser Übertragungsanlage sich unregelmäs- sig ändernde Frequenzverschiebungen im Übertragungs weg 4 auftreten, wird die Phasenstabilisierung des ört lichen Taktimpulsgenerators 26' auf die Phase der auf der Senderseite erzeugten Impulsfolge nahezu gar nicht durch die durch diese Frequenzverschiebungen herbei geführten, sich unregelmässig ändernden Verzerrungen beeinträchtigt.
Diese unregelmässigen Frequenzverschie bungen der frequenzmodulierten Impulsfolge ergeben nämlich am Ausgang des Frequenzdemodulators 34 un- regelmässige Amplitudenänderungen der demodulierten Impulsfolge, für die die beschriebene Schaltungsanord nung zur automatischen Phasenkorrektur an sich bereits ziemlich unempfindlich ist und die ausserdem durch die Anwendung des Begrenzers 32 in der Modulationsvor richtung 28 noch weiter geschwächt werden. Ferner ist dem Begrenzer 32 noch ein Kondensator 40 zur Sper rung der durch eine konstante Frequenzverschiebung herbeigeführten Gleichspannung am Ausgang des Fre- quenzdemodulators 34 vorangeschaltet.
Ohne Anwen dung der beschriebenen Massnahmen würden diese Fre quenzverschiebungen erhebliche und unregelmässige Im pulsverzerrungen in empfangener Impulsfolge infolge ge genseitiger Phasenverschiebungen der Komponenten im Impulsspektrum zur Folge haben, wodurch einerseits die Zuverlässigkeit der übertragenen Impulsfolge und somit der Phasenstabilisierung abnimmt, während anderseits die bei Übertragung der Informationssignale über Über tragungswege von unbefriedigender Güte bereits niedrige Störungsspanne noch weiter herabgesetzt wird.
Durch Anwendung der beschriebenen Massnahmen ist erreicht, dass auch über Übertragungswege, in denen sich unregelmässig ändernde Frequenzverschiebungen auftreten, eine zuverlässige Übertragung des Adressen signals ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung innerhalb des Frequenzbandes des Sprachsignals erfolgt, während ausserdem durch den völlig digitalen Aufbau des Frequenzmodulators 33 der vom Adressensignal auf die Sprachgüte ausgeübte Einfluss weitgehend herabge setzt werden kann.
Die infolge des niedrigen Pegels der frequenzmodu lierten Impulsfolge bereits geringe Beeinflussung des Sprachsignals kann nämlich noch weiter dadurch her abgesetzt werden, dass in der Empfangsvorrichtung die örtliche Impulsfolge gleichfalls einem Frequenzmodula- tor 33' zugeführt wird, der ebenso wie der Frequenz- modulator 33 in der Sendevorrichtung ausgebildet und gesteuert wird, wobei entsprechende Elemente in der Fi gur mit den gleichen, aber auf der Empfangsseite mit einem Index versehenen Bezugsziffern bezeichnet sind, wonach die dann örtlich erhaltene frequenzmodulierte Impulsfolge in einem linearen Differenzerzeuger 41 von den eingehenden Informationssignalen subtrahiert wird.
Infolge der völlig gleichen digitalen Bauart der Fre- quenzmodulatoren 33 und 33' und der genauen Phasen stabilisierung des örtlichen Taktimpulsgenerators 26' auf die Phase der auf der Senderseite erzeugten Impulsfolge sind die am Ausgang der Frequenzmodulatoren 33, 33' auftretenden frequenzmodulierten Impulsfolgen stets gleich geformt und gleichphasig, so dass die nach der Differenzerzeugung übrig gebliebene Leistung des Adressensignals stark verringert wird.
Ausserdem er möglicht die durch diese Differenzerzeugung herbeige führte Verschiebung der Leistung im Frequenzspektrum des restlichen Adressensignals zu höheren Frequenzen eine weitere Herabsetzung der Leistung des Adressen signals unter Verwendung eines De-emphasis -Netz- werkes 42. Auf der Senderseite soll dabei ein entspre chendes Pre-emphasis -Netzwerk 43 für das Sprach signal verwendet werden.
Auf diese Weise wird in der beschriebenen Übertra gungsanlage das Adressensignal ohne Frequenztrennung und ohne Zeittrennung im Sprachband übertragen, wo bei auch für Übertragungswege, die sich unregelmässig ändernde Frequenzverschiebungen der Informations signale herbeiführen, eine zuverlässige Übertragung des Adressensignals erfolgt, während trotzdem die Sprach güte durch das Adressensignal nahezu nicht beeinträch tigt wird; z. B. bleibt in der Wiedergabevorrichtung 13 der Pegel des restlichen Adressensignals 50 bis 60 dB unter dem Pegel des Sprachsignals.