DE1015857B - Sender fuer Traegerfrequenzfernsprechsysteme mit Einseitenbanduebertragung und Dynamikkompression in jedem Sprachkanal - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sender für Trägerfrequenzfernsprechsysteme mit Einseitenband übertragung, bei dem in jedem Sprachkanal ein Dynamikregler zur Dynamikkompression vorgesehen ist. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung derartiger Sender mit dem Ziel einer naturgetreuen S ignalüber tr agung.

Gemäß der Erfindung wird in jedem Sprachkanal das zu übertragende Einseitenbandsprachsignal gemeinsam mit einem neben dem Signalband liegenden, von einem Steuergenerator gelieferten Steuersignal dem Dynamikregler zugeführt, der durch eine mittels Gleichrichtung des Einseitenbandsprachsignals und des Steuersignals erhaltene Kompressionsspannung gesteuert wird.

Zum Erzielen einer ruhigen. Regelung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Einseitenbandsprachsignal und das Steuersignal dem Kompressionsspannungsgleiohridhter über einen Begrenzer zuzuführen.

Die Erfindung und. ihre Vorteile werden nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Blockschema einen Sprachkanal eines Trägerfrequenzfernsprechsenders gemäß der Er findung;

Fig. 2 stellt Regelkennlinien der angewendeten Kompressionsschaltung dar, während

Fig. 3 ein ausführliches Schaltbild des in Fig. 1 schematisch angegebenen. Sprachkanals darstellt.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte. Sprachkanal soll Sprachsignale übertragen, die beispielsweise im Sprachband von 0,3 bis 3,2 kHz liegen. Hierbei ist für den betreffenden Sprachkanal eine Bandbreite von 4 kHz vorgesehen.

Bei dieser Schaltungsanordnung werden die von einem Mikrophon 1 gelieferten Sprachsignale über ein die Sprachsignale hindurchlassendes Filter 2 mit einem Durchlaßbereich von 0,3 bis 3,2 kHz einem Einseitenbandmodulator zugeführt. Dieser enthält eine mit einem örtlichen Oszillator 4 von beispielsweise 30 kHz verbundene Mischstufe 3 und ein Einseitenbandfilter 5, das das obere Seitenband von 30,3 bis 33,2 kHz hindurchläßt. Dieses Einseitenbandsignal wird nach Verstärkung in einem Kanalverstärker 6 über ein Kanalfilter 7 zur weiteren Verarbeitung einem Gruppenmodulator zugeführt, der in der Figur nicht dargestellt ist.

Zur Dynamikkompression ist zwischen dem Einseitenbandfilter 5 und dem Kanalverstärker 6 ein Dynamikregler 8 angeordnet. Dieser Dynamikregler besteht aus einem von einer Kompressionsspannung gesteuerten einstellbaren Dämpfungsnetzwerk, das aus Gleichrichterzellen zusammengesetzt ist. Diesem Dynamikregler werden über den Einseitenbandmodu-

für Trägerfrequenzfernsprechsysteme

mit Einseitenbandübertragung und

Dynamikkompression in jedem Sprachkanal

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P, Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 2. Dezember 1954

Johannes Ensink und Jan Verhagen,

Hilversum (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

lator 3, 4l, 5 die Einseitenbandsprachsignale von 30,3 bis 33,2 kHz zugeführt und außerdem ein neben dem Signalband liegendes Steuersignal, das von einem Steuergenerator 9 geliefert wird. Der Pegel des Steuersignals ist erheblich, beispielsweise um 20 db, niedriger gewählt als die Sprachsignale bei normalem Sprachpegel, während die Frequenz des Steuersignals höher als die des Sprachfrequenzbandes gewählt ist und beispielsweise 3,7 kHz beträgt. Nach Frequenztransponierung im Einseitenbandmodulator 3, 4, 5 weist das Steuersignal eine Frequenz von 33,7 kHz auf und wird dann dem Dynamikregler 8 zugeführt.

Zum Erzeugen der Kompressionsspannung für den Dynamikregler 8 enthält die angegebene Einrichtung" einen von der Ausgangsspannung des Kanalverstärkers 6 gespeisten Kompressionsspannungsgleichrichter 10, der eine Einregelzeitkonstante von beispielsweise 3 ms und eine Ausregelzeitkonstante von 30 ms aufweist. Am Ausgangskreis des Gleichrichters 10 ergibt sich durch Gleichrichtung des Einseitenbandsprachsignals eine mit der Umhüllenden des Einseitenband-

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signale sich ändernde Spannung, die der Umhüllenden der Sprachsignale genauer folgt als ein Signal, das durch unmittelbare Gleichrichtung der niederfrequenten Sprachsignale erhalten werden könnte. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 10 wird über eine Schwellwertvorrichtung 11 und einen Gleichstromverstärker 12 als Kompressionsspannung dem Dynamikregler 8 zugeführt, der durch Dämpfungsänderung eine Kompression des ihm zugeführten Einseitenbandspraehsignals bewirkt.

Wenn bei der angegebenen Vorrichtung der Pegel der Sprachsignale zunimmt, bewirkt diese Pegel zunähme eine entsprechende Zunahme der Ausgangs spannung des Kompressionsspannungsgleichrichters

liehe Pegeländerungen völlig durch einen zwischen den Dynamikregler und das Kanalende geschalteten Amplitudenbegrenzer vermieden werden.

Trotz des sehr hohen Kompressionsfaktors erweist sich die Übertragungsgüte als ausgezeichnet, so· daß sie, wie die Erfahrung gezeigt hat, erheblich besser als die Übertragungsgüte bei unmittelbarer Kompression der niederfrequenten Sprachsignale ist. Emp*

seitenbandsprachsignals unterhalb des Eingangspegels des Steuersignals, d. h. in Fig. 2 im Bereich links vom Punkt P, eine konstante Dämpfung auf, die beim Überschreiten des durch den Punkt P angegebenen Wertes mit dem Pegel des Einseitenbandsignals zunimmt. In Fig. 2 wird der Verlauf des Steuerpegels durch die Linie α dargestellt, während die Linie b den Pegelverlauf des Einseitenbandsprachsignals zeigt. Der Kompressionsregelbereich ist in der Figur durch ίο PQ angegeben und beträgt angenähert 30 db.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kompressionsfaktor sehr hoch gewählt, was besonders vorteilhaft ist mit Rücksicht auf das Übersprechen zwischen den λ-erschiedenen Kanälen, weil durch 10, die über die Schwellwertvorrichtung 11 und den 15 dieses Übersprechen die zulässigen Pegelunterschiede Gleichstromverstärker 12 dem Dynamikregler 8 züge · zwischen den einzelnen Sendekanälen zugehörigen führt wird. Die Dämpfung des Dynamikreglers 8 wird Signalen auf ein Mindestmaß beschränkt sind. Beiinfolgedessen erhöht, was eine der Pegelzunahme ent- spielsweise ändert sich im Kompressionsregelbereich gegenwirkende Dämpfungszunahme zur Folge hat, PQ von angenähert 30 db der am Ausgang· des Dynawährend umgekehrt eine Abnahme des Sprachsignal- 20 mikreglers auftretende Pegel des Einseitenbandsprachpegels eine Dämpfungsabnahme des Dynamikreglers S signals nur um 0,5 db. Gegebenenfalls können restbewirkt. Das Steuersignal erfährt im Dynamikregler 8
eine entsprechende Dämpfungsänderung und kennzeichnet somit durch seine Amplitude die Kompression
des dem Dynamikregler 8 zugeführten Einseitenband- 25
Sprachsignals.

Bei der angegebenen Schaltungsanordnung werden die Ausgangssignale des Kanalverstärkers 6 dem Gleichrichter 10 über einen Amplitudenbegrenzer 13

zugeführt, der plötzlich auftretende Spannungsspitzen 30 fangsseitig kann durch eine Expansionsregelung in begrenzt. Hierbei ist der Pegel, bei dem die Begren- Abhängigkeit von der Amplitude des Steuersignals, zung einsetzt, so< gewählt, daß bei kontinuierlichen das die Dynamikänderungen des ursprünglichen Si-Signalen, die lauter Sprache entsprechen, gerade noch gnals kennzeichnet, praktisch das ursprüngliche keine Begrenzung auftritt; beispielsweise ist im an- Sprachsignal naturgetreu wiedergewonnen werden, gegebenen Ausführungsbeispiel die Begrenzungsspan- 35 Die Verwendung des Steuersignals hat auch den Vornung angenähert um 0,1 Volt höher als die Schwell- teil, daß sogar starke Dämpfungsänderungen von beispielsweise 10 bis 20 db im Übertragungsweg keinen Einfluß auf die Übertragungsgüte ausüben, obwohl keine besonderen Anforderungen an die Gleich-40 richterzellen des Dynamikreglers gestellt zu werden brauchen.

An dieser Stelle sei noch bemerkt, daß es auch möglich ist, anstatt einer Rückwärtsregelung bei der Kompressionsschaltung eine Vorwärtsregelung zu verso wird die Kompressionsspannung im wesentlichen 45 wenden, beispielsweise dadurch, daß der Kompresdurch die konstante Steuerspannung gegeben, die die sionsspannungsgleichrichter an den Ausgang des Einminimale Dämpfung des Dynamikreglers 8 bestimmt.
In diesem Falle wird die untere Grenze des Kompressionsregelbereiches durch den Pegel des Steuersignals bestimmt. Es kann also· durch Einstellung des 50
Steuerpegels, beispielsweise mit Hilfe eines Spannungsteilers, der Regelbereich der Kompressionsschaltung beliebig eingestellt werden. Bei dieser Kompressionsschaltung werden durch Begrenzung des Regelbereiches die während der Sprechpausen, auftretenden 55 transformator 16 und einen Ausgangstransformator S tor signale, z. B. Raumgeräusche, nur mit be- 17 enthält. Zwischen der Sekundärwicklung des Einschränkter Verstärkung übertragen. gangstransformators 16 und der Primärwicklung des

Fig. 2 zeigt die Regelkennlinien der angegebenen Ausgangstransformators 17 sind Gleichrichterzellen Kompressionsschaltung, wobei die am Ausgang des 18, 19, 20, 21 vorgesehen. Der Eingangstransformator Dynamikreglers auftretenden Pegel V aus des Steuer- 60 16 enthält eine zweite Primärwicklung 22, der über signals und des Einseitenbandsprachsignals, jeweils einen Reihenwiderstand 23 ein von einem Steuergenein db, in Abhängigkeit vom ebenfalls in db aufge- rator 24 geliefertes Steuersignal von 3,7 kHz zugetragenen Pegel V ein des dem Eingang des Dynamik- führt wird. An die Mittelanzapfung der Sekundärreglers zugeführten Einseitenbandsprachsignals dar- wicklung des Eingangstransformators 16 und an die gestellt sind. In diesem Kennlinienbild ist der Steuer- 65 der Primärwicklung des Ausgangstransformators 17 pegel am Eingang des Dynamikreglers 8, der beispiels- ist ein örtlicher Trägerfrequenzoszillator 25 mit einer weise um 20' db niedriger als der normale Sprachpegel Frequenz von 30 kHz angeschlossen. Die Ausgangsliegt, durch den Punkt P angegeben. signale des Ringmodulators werden über ein Ein-Wie vorstehend bereits erläutert wurde, weist der seitenbandfilter 26, das das obere Seitenband von 30,3 Dynamikregler 8 bei einem Eingangspegel des Ein- 70 bis 33,2 kHz und das verlagerte Steuersignal von

wertspannung der Schwellwertvorrichtung 11 gewählt. Mittels dieses Begrenzers wird eine ruhige Regelung erzielt, während außerdem Verzerrungen infolg-e dieser Spannungsspitzen verhütet werden.

In den vorstehenden Erläuterungen ist von dem Zustand ausgegangen, bei dem der Sprachpegel oberhalb des Steuerpegels liegt. Sinkt der Sprachpegel unter den Steuerpegel oder fehlen die Sprachsignale völlig,

seitenbandfilters 5 angeschlossen wird.

Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltbild des in Fig. 1 im Blockschema angegebenen Sendekanals.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung werden die von einem Mikrophon 14 gelieferten Sprachsignale über ein Filter 15 mit einem Durchlaßbereich von 0,3 bis 3,2 kHz einem Einseitenbandmodulator in Form eines Ringmodulators zugeführt, der einen Eingangs-

33,7 kHz h'indurchläßt, sowie über einen Dynamikreglei" einem Kanalverstärker 27 zugeführt, der über einen Ausgangstransformator 28 an ein Kanalfilter 29 angeschlossen ist. An den Ausgangsklemmen 30, 31 des Kanalfilters treten somit das Einseitenbandsprachsignal und das Steuersignal auf.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Dynamikregler mit einem Eingangstransformator 32 und einem Ausgangstransformator 33 versehen. Zwischen die Sekundärwicklung des Eingangstransformators 32 und die Primärwicklung des Ausgangstransformators 33 ist ein Dämpfungsnetzwerk geschaltet, das aus zwei Spannungsteilern 34, 36 bzw. 35, 37, aus Widerständen in den Längszweigen und aus zwischen diesen Widerständen liegenden Gleichrichterzellen, beispielsweise Germaniumdioden, 38.. 39 bzw. 40, 41 besteht, während an die Verbindungspunkte der Germaniumdioden 38, 39 bzw. 40,41 die Kompressionsspannungsleitung 42 angeschlossen ist. Die Germaniumdioden 38, 39 bzw. 40, 41 sind hierbei als veränderbare Widerstände wirksam, die zur Kompressionsregelung von der Kompressionsspannung gesteuert werden.

Zum Erzeugen der Kompressionsspannung ist mit dem Ausgangstransformator 28 eine Spule 43 gekoppelt, die über eine Begrenzerschaltung aus einem Reihenwiderstand 44' und einer vorgespannten Gleichrichterzelle 44 zur Begrenzung plötzlicher Spannungsstöße mit einem Kompressionsspannungsgleichrichter 45 verbunden ist. Dieser ist mit einer Ausgangsimpedanz in Form eines durch einen Widerstand 46 überbrückten Kondensators 47 versehen, deren Ladezeitkonstante und Entladezeitkonstante bzw. Einregelungs- und Ausregelungszeitkonstante beispielsweise 3 bzw. 30 ms betragen. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 45 wird über einen Gleichstromverstärker 49, der mittels einer mit der Gleichrichterausgangsimpedanz in Reihe geschalteten Gitterspannungsbatterie 48 im C-Betrieb arbeitet und somit gleichzeitig als Schwellwertvorrichtung wirksam ist, als Kompressionsspannung dem Dynamikregler zügeführt. Diese Kompressionsspannung bewirkt, wie bereits an Hand der Fig. 1 erläutert, im Dynamikregler eine Kompression des Emseitenbandsprachsignals. Hierbei kann die dem Dynamikregler zugeführte Kompressionsregelgleichspannung nicht über den nur höhere Frequenzen hindurchlassenden Kanalverstärker in den Kompressionsregelkreis eindringen, wodurch Instabilitäten verhindert werden.

Es sei bemerkt, daß es nicht unbedingt notwendig ist, auf der Empfangs sei te eine Expansionsregelung anzuwenden, denn die Verständlichkeit und Erkennbarkeit von Stimmen ist auch ohne Expansionsregelung auf der Empfangsseite als sehr gut zu bezeichnen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sender für Trägerfrequenzfernsprechsysteme mit Einseitenbandübertragung, bei dem in jedem Sprachkanal ein Dynamikregler zur Dynamikkompression vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Sprachkanal das zu übertragende Einseitenbandsprachsignal gemeinsam mit einem neben dem Signalband liegenden, von einem Steuergenerator gelieferten Steuersignal dem Dynamikregler zugeführt wird, der durch eine mittels Gleichrichtung des Einseitenbandsprachsdgnals und des Steuersignals erhaltene Kompressionsspannung gesteuert wird.

2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Steuersignals oberhalb des Signalbandes liegt.

3. Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Steuersignals niedriger, beispielsweise um 20 db niedriger, als der Pegel des zu übertragenen Sprachsignals bei normalem Sprachpegel ist.

4. Sender nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Regelbereiches der Konipressionsschaltung der Pegel des Steuersignals einstellbar ist.

5. Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einseitenbandsprachsignal und das Steuersignal dem Kompressionsspannungsgleichrichter über eine Begrenzerschaltung zugeführt werden.

6. Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsspannungsgleichrichter an den Ausgangskreis des Dynamikreglers angeschlossen ist.

7. Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Kompressionsspannungsgleichrichters über eine Schwellwertvorrichtung und einen Gleichstromverstärker dem Dynamikregler zugeführt wird.

8. Sender nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangskreis des Dynamikreglers und das Sprachkanalende ein Amplitudenbegrenzer eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 702 045, 715 435.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 637/279 9.