Einrichtung zur Nachrichtenübertragung
Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Einrichtung zur Nachrichtenübertragung, enthaltend eine Nachrichtenquelle, eine Trägerschwingungsquelle, einen Modulator sowie ein an die Nachrichtenquelle angeschlossenes Schieberegister mit einer Anzahl Schieberegisterlemente, deren Inhalt im Takt eines Steuergenerators durchgeschoben wird.
Dabei ist die Trägerschwingungsquelle ebenfalls an einem Schieberegister mit einer Anzahl Schieberegisterelementen angeschlossen, deren Inhalt mittels einesSteu ergenerators durchgeschoben wird, während ferner ein
Matrixnetzwerk vorgesehen ist, in dessen Knotenpunkten
Modulationselemente aufgenommen sind, deren Eingänge sowohl mit den Schieberegisterlementen, über die die
Nachrichtensignale durchgeschoben werden, als auch mit den Schieberegisterelementen, über die die Trägerschwingungen durchgeschoben werden, verbunden sind, während an den Ausgängen der Modulationselemente Wägungsvor richtungen angeschlossen sind und die verschiedenen Wä gungsvorrichtungen mit einer gemeinsamen Addiervorrichtung verbunden sind, die den Ausgang der Einrichtung bildet.
Wie im Hauptpatent bereits ausführlich dargelegt wurde, zeigt diese Einrichtung besondere Vorteile; insbesondere lässt sich bei einer universellen Anwendbarkeit und bei einer für die Integration in einem Halbleiterkörper geeigneten Bauweise das Auftreten von unerwünschten Modulationsprodukten weitgehend beschränken.
Die Erfindung bezweckt, für bestimmte Anwendungen den Schaltungsaufwand zu reduzieren. Die Einrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass durch die Nachrichtenquelle den Modulationselementen in den Knotenpunkten des Matrixnetzwerkes eine periodische Rechteckimpulsfolge, mit der Pulsfrequenz fT, zugeführt wird, wobei an jedem dieser Modulationselemente über mehrere Wägungsvorrichtungen verschiedene Addiervorrichtungen angeschlossen sind, die je eine Frequenz fc+nfT liefern.
Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen wird neben einer wesentlichen Einsparung an Schieberegister- und Matrixnetzwerken noch die besonders vorteilhafte Eigenschaft erzielt, dass die Frequenzen fc und fT unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Zur Vereinfachung des Matrixnetzwerkes kann nur jedes zweite Schieberegisterelement mit einem Modulationselement des Matrixnetzwerkes verbunden sein, falls den Schieberegistern Impulse zugeführt werden, deren Dauer gleich der Hälfte der Impulsperiode ist und falls zwischen der Schiebefrequenz und der doppelten Pulsfrequenz ein ungeradzahliges Verhältnis 2m + 1 mit m = 2, 3, 4, 5... besteht.
Durch diese Massnahme wird die Anzahl der Modulationselemente im Matrixnetzwerk mit einem Faktor 4 verringert, ohne dass hierdurch die geringste Einbusse bezüglich der Unterdrückung unerwünschter Modulationsprodukte in Kauf genommen wird.
Im folgenden wird die Erfindung und ihre Vorteile anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung, und
Fig. 2 ein Frequenzdiagramm.
Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung enthält eine Nachrichtenquelle 501. die zweiwertige Impulse mit einer Taktfrequenz von beispielsweise 50 Hz liefert. Diese zweiwertigen Impulse werden in ein Schieberegister 502 eingespeist, das aus einer Anzahl Schieberegisterelementen 503, 504, 505, 506, 507, 508, 509, 510 besteht.
Die Schiebefrequenz ft des Schieberegisters 502 ist ein ganzzahliges Vielfaches der Taktfrequenz fT, die mittels eines Vervielfachers 511 erzeugt wird. Sie ist z. B. das Zehnfache der Taktfrequenz fT und beträgt 500 Hz.
Die Trägerschwingungsquelle in Form eines Trägerimpulsgenerators 512 liefert eine Reihe äquidistanter Trägerimpulse, die in das Schieberegister 513 mit einer Anzahl Schieberegisterelementen 514, 515, 516, 517, 518, 519. 520 und 521 eingespeist werden. Die Trägerimpulsfrequenz fc sei z. B. 1000 Hz. Die Schiebefrequenz f8 des Schieberegisters 513 ist ein ganzzahliges Vielfaches der Trägerfrequenz fc des Trägerimpulsgenerators 512 und wird ebenfalls mittels eines Vervielfachers 522 erzeugt. Sie ist z. B.
das Zehnfache der Trägerfrequenz f, und beträgt 10 000 Hz.
Die Ausgänge der Schieberegisterelemente der beiden Schieberegister 502 und 513 werden der Matrix 523 zugeführt. In Knotenpunkten der Ausgänge der Schieberegisterelemente des Schieberegisters 502 und des Schieberegisters 513 befinden sich die Modulationselemente 524, 525, 526,... 546, 547 und 548, welche eine logische Verknüpfung der gespeicherten zweiwertigen Impulse vornehmen. Die Ausgangssignale der Modulationselemente werden mit Hilfe der als Dämpfungsnetzwerke 549, 550, 551,... 572, 573 und Addiervorrichtung 574 ausgebildeten Wägungsnetzwerke einer Wägung unterworfen. Am Ausgang 575 der Addiervorrichtung erscheint die Summe der gewogenen Teilsignale.
Wie bereits im Hauptpatent ausführlich klargestellt wurde, wird bei geeigneter Bemessung der Wägungsnetzwerke das Signal der Quelle 501 auf die Trägerfrequenz fc aufmoduliert, wobei unerwünschte Modulationsprodukte weitgehend unterdrückt werden. Die Modulationsweise, z. B. Amplitudenmodulation, Phasenmodulation oder Einseitenbandmodulation, ist abhängig von der Wahl der Übertragungskoeffizienten cvil der Wägungsnetzwerke.
Für spezielle Zwecke lässt sich die obenbeschriebene
Einrichtung wesentlich vereinfachen; insbesondere für den
Fall, dass die Nachrichtenquelle 501 eine periodische
Rechteckimpulsfolge mit der Frequenz liefert und eine Frequenzreihe fc + nfT zu erzeugen ist. Zur Klarstellung ist in Fig. 2 diese Frequenzreihe fc + nfT durch Pfeile aufgezeichnet worden.
Zur Erzeugung dieser Frequenzreihe sind an jedem Modulationselement 524-548 über mehrere Wägungsvorrichtungen verschiedene Addiervorrichtungen angeschlossen, die je eine Frequenz fe + nfT liefern. In Fig. list zusätzlich nur eine zweite Wägungsvorrichtung mit der dazu gehörenden Addiervorrichtung angegeben worden, deren Elemente durch die gleichen Referenznummern, aber versehen mit einem Strich, bezeichnet werden; selbstverständlich kann man noch weitere Wägungsvorrichtungen mit den dazu gehörenden Addiervorrichtungen an den Modulationselementen 524-548 anschliessen, wie schematisch durch die gestrichelte Linie bei den Modulationselementen angegeben worden ist.
Dabei sind die Übertragungskoeffizienten gemäss der nachstehenden Beziehung zu dimensionieren:
EMI2.1
Auf diese Weise erreicht man, dass die Erzeugung der Frequenzreihe fc -+ nfT mittels nur eines Schieberegisters für je die Trägersignalquelle 512 und die Quelle 501 und mittels eines einzigen Matrixnetzwerkes 523 bewerkstelligt wird. Dabei tritt keine Beeinflussung der Ausgangsspannungen der verschiedenen Addiervorrichtungen 574, 574' auf, da noch die Rückwirkungen der verschiedenen Addiervorrichtungen über die Wägungsvorrichtungen 549-573, 549'-573' nach den gemeinsamen Modulationselementen 524-548 vernachlässigbar klein wird, falls dafür gesorgt ist, dass der Ausgangswiderstand der Modulationselemente 524-548 genügend klein gehalten wird.
Neben einem Satz von Wägungsvorrichtungen zur Erzeugung der Frequenzreihe fc + nfT kann man an denselben Modulationselementen einen zweiten Satz von Wä gungsvorrichtungen anschliessen, der eine zweite Frequenzreihe 9 ¯ nfT liefert, die gegenüber der ursprünglichen Frequenzreihe eine beliebige, feste Phasenverschiebung aufweist, z. B. 90". Darüber hinaus unterscheidet sich die vorstehend beschriebene Einrichtung durch ihre Frequenzunabhängigkeit, d h. fc kann beispielsweise auf 500 Hz und fit auf 10 Hz verringert werden, ohne dass an der Einrichtung eine Änderung vorgenommen werden muss.
Eine wesentliche Einsparung an Modulationselementen wird erzielt dadurch, dass nur jedes zweite Element der Schieberegister 502, 513 mit einem Modulationselement 524-548 des Matrixnetzwerkes 523 verbunden ist, falls den Schieberegistern 502, 513 Impulse zugeführt werden, deren Dauer gleich der Hälfte der Impulsperiode ist und falls zwischen der Schiebefrequenz und der doppelten Pulsfrequenz ein ungeradzahliges Verhältnis 2m + 1 mit m = 2, 3, 4, 5,... besteht. Im Ausführungsbeispiel ist dieses Verhältnis 5. Also bedeutet diese Massnahme, dass die Anzahl der Knotenpunkte des Matrixnetzwerkes 523 und damit auch die Anzahl der Modulationselemente um einen Faktor 4 verringert wurde. Das Ausführungsbeispiel benötigt nur noch 25 Modulationselemente.
Trotz dieser wesentlichen Einsparung an Modulationselementen hat es sich gezeigt, dass der Unterdrückung unerwünschter Modulationsprodukte kein Abbruch getan wird, was sich sowohl in der Praxis, als auch streng mathematisch nach der im Hauptpatent angegebenen Weise feststellen lässt.
Message transmission facility
The main patent relates to a device for message transmission, containing a message source, a carrier wave source, a modulator and a shift register connected to the message source with a number of shift register elements, the content of which is shifted through at the rate of a control generator.
The carrier oscillation source is also connected to a shift register with a number of shift register elements, the content of which is shifted through by means of a control generator, while furthermore a
Matrix network is provided in its nodes
Modulation elements are included, the inputs of which are connected to both the shift register elements through which the
Message signals are shifted through, and are connected to the shift register elements through which the carrier waves are shifted, while weighing devices are connected to the outputs of the modulation elements and the various weighing devices are connected to a common adding device which forms the output of the device.
As already detailed in the main patent, this device shows particular advantages; In particular, given universal applicability and a design suitable for integration in a semiconductor body, the occurrence of undesired modulation products can be largely restricted.
The invention aims to reduce the circuit complexity for certain applications. According to the invention, the device is characterized in that the modulation elements in the nodes of the matrix network are fed a periodic rectangular pulse sequence with the pulse frequency fT through the message source, with each of these modulation elements being connected to various adding devices via several weighing devices, each with a frequency fc + nfT deliver.
By using the measures according to the invention, in addition to a significant saving in shift register and matrix networks, the particularly advantageous property is achieved that the frequencies fc and fT can be set independently of one another.
To simplify the matrix network, only every second shift register element can be connected to a modulation element of the matrix network, if the shift registers are supplied with pulses whose duration is equal to half the pulse period and if there is an odd ratio of 2m + 1 with m = between the shift frequency and twice the pulse frequency 2, 3, 4, 5 ... consists.
As a result of this measure, the number of modulation elements in the matrix network is reduced by a factor of 4, without the slightest loss in terms of the suppression of undesired modulation products being accepted.
In the following the invention and its advantages are explained in more detail with reference to the drawing, for example.
Show it:
1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention, and
Fig. 2 is a frequency diagram.
The device shown in FIG. 1 contains a message source 501 which supplies two-valued pulses with a clock frequency of 50 Hz, for example. These two-valued pulses are fed into a shift register 502, which consists of a number of shift register elements 503, 504, 505, 506, 507, 508, 509, 510.
The shift frequency ft of the shift register 502 is an integer multiple of the clock frequency fT, which is generated by means of a multiplier 511. She is z. B. ten times the clock frequency fT and is 500 Hz.
The carrier vibration source in the form of a carrier pulse generator 512 supplies a series of equidistant carrier pulses which are fed into the shift register 513 with a number of shift register elements 514, 515, 516, 517, 518, 519, 520 and 521. The carrier pulse frequency fc is z. B. 1000 Hz. The shift frequency f8 of the shift register 513 is an integer multiple of the carrier frequency fc of the carrier pulse generator 512 and is also generated by means of a multiplier 522. She is z. B.
ten times the carrier frequency f, and is 10,000 Hz.
The outputs of the shift register elements of the two shift registers 502 and 513 are fed to the matrix 523. The modulation elements 524, 525, 526, ... 546, 547 and 548, which logically combine the stored two-valued pulses, are located at the nodes of the outputs of the shift register elements of the shift register 502 and the shift register 513. The output signals of the modulation elements are subjected to weighing with the aid of the weighing networks designed as damping networks 549, 550, 551, ... 572, 573 and adding device 574. The sum of the weighted partial signals appears at the output 575 of the adding device.
As has already been clarified in detail in the main patent, given a suitable dimensioning of the weighing networks, the signal of the source 501 is modulated onto the carrier frequency fc, with undesired modulation products being largely suppressed. The mode of modulation, e.g. B. amplitude modulation, phase modulation or single sideband modulation depends on the choice of the transmission coefficient cvil of the weighing networks.
For special purposes, the above-described
Make setup much easier; especially for the
In the event that the message source 501 has a periodic
Square pulse train with the frequency supplies and a frequency series fc + nfT is to be generated. For clarification, this frequency series fc + nfT has been plotted by arrows in FIG.
To generate this frequency series, various adding devices are connected to each modulation element 524-548 via several weighing devices, each of which supplies a frequency fe + nfT. In FIG. 1, only a second weighing device with the associated adding device has been specified, the elements of which are identified by the same reference numbers but provided with a prime; Of course, you can also connect further weighing devices with the associated adding devices to the modulation elements 524-548, as has been indicated schematically by the dashed line for the modulation elements.
The transmission coefficients are to be dimensioned according to the following relationship:
EMI2.1
In this way it is achieved that the generation of the frequency series fc - + nfT is accomplished by means of only one shift register for each of the carrier signal source 512 and the source 501 and by means of a single matrix network 523. The output voltages of the various adding devices 574, 574 'are not affected, since the repercussions of the various adding devices via the weighing devices 549-573, 549'-573' after the common modulation elements 524-548 are negligibly small, if care is taken that the output resistance of the modulation elements 524-548 is kept sufficiently small.
In addition to a set of weighing devices for generating the frequency series fc + nfT, a second set of weighing devices can be connected to the same modulation elements, which supplies a second frequency series 9 ¯ nfT, which has any fixed phase shift from the original frequency series, e.g. B. 90 ". In addition, the device described above differs in its frequency independence, i.e. fc can be reduced to 500 Hz and fit to 10 Hz, for example, without having to change the device.
A substantial saving in modulation elements is achieved in that only every second element of the shift registers 502, 513 is connected to a modulation element 524-548 of the matrix network 523 if the shift registers 502, 513 are supplied with pulses whose duration is equal to half the pulse period and if there is an odd ratio 2m + 1 with m = 2, 3, 4, 5, ... between the shift frequency and twice the pulse frequency. In the exemplary embodiment, this ratio is 5. This measure means that the number of nodes in the matrix network 523 and thus also the number of modulation elements have been reduced by a factor of four. The exemplary embodiment now only requires 25 modulation elements.
Despite this substantial saving in modulation elements, it has been shown that the suppression of undesired modulation products is not impaired, which can be determined both in practice and strictly mathematically in the manner specified in the main patent.