DE1057170B

DE1057170B - Arrangement and method for converting an amplitude-keyed carrier oscillation

Info

Publication number: DE1057170B
Application number: DER20590A
Authority: DE
Inventors: Hans Boeck
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1957-02-19
Filing date: 1957-02-19
Publication date: 1959-05-14

Description

Für viele Zwecke der Nachrichtenübertragung dienen amplitudengetastete Trägerschwingungen als Übertragungsmittel. Dies ist bekanntlich bei Hellschreibern und Bildübertragungssystemen sowie auch bei Multiplexanlagen der Fall. Mit Rücksicht auf die Kabeleigenschaften werden dabei Trägerschwingungen in den Größenordnungen von Tonfrequenzen verwendet. For many purposes of message transmission amplitude-keyed carrier waves are used as Means of transmission. This is well known with Hellschreiber and image transmission systems as well the case with multiplex systems. With consideration for the Carrier oscillations in the order of magnitude of sound frequencies are used in the cable properties.

Sollen den Trägerschwingungsimpulsen entsprechend bei derartigen Übertragungen Schaltmaßnahmen durchgeführt werden, so ist die Umwandlung der amplitudengetasteten Trägerschwingungen in wenigstens annähernd rechteckige, ausschließlich positive oder negative Steuerkurvera erforderlich. Derartige Umwandlungen müssen auch dann vorgenommen werden, wenn die erwähnten Trägerschwingungsimpulse zur Steuerung von Hubröhren Verwendung finden sollen, wie sie in der drahtlosen FM-Technik gebräuchlich sind.Should the carrier oscillation pulses switch measures accordingly in such transmissions are carried out, the conversion of the amplitude-keyed carrier vibrations into at least approximately rectangular, exclusively positive or negative control cam required. Such conversions must also be carried out if the carrier oscillation pulses mentioned for Control of lifting tubes should be used, as they are common in wireless FM technology are.

Die im Zuge der Entwicklung liegende ständige Verkürzung der Übertragungszeiten bringt es bei den erwähnten Systemen mit sich, daß gegenüber der benutzten ton.frequen.ten Trägerfrequenz nur wenig niedrigere Tastfrequenzen der gleichen Größenordnung zur Anwendung kommen müssen. Letzteres ist auch dann der Fall, wenn bei der Bildübertragung hohe Ansprüche an die Bildauflösung in dem Sinne gestellt werden, daß sehr nahe benachbarte Konturen in der Wiedergabe nicht etwa ineinander verschwimmen, sondern noch getrennt in Erscheinung treten. In diesen eben angeführten Fällen bot die herkömmliche Technik bisher kein Mittel für eine befriedigende Losung-der vorliegenden Aufgabenstellung. Man. war deshalb hinsichtlich der Geschwindigkeit bei der Nachrichtenübertragung sowie hinsichtlich der Güte in der Bildwiedergabe über eine durch die zur Verfügung stehenden Hilfsmittel bestimmte Grenze nicht hinausgelangt. The constant shortening of the transmission times in the course of the development brings it to the mentioned systems with it that compared to the ton.frequen.ten carrier frequency used only a little lower scanning frequencies of the same order of magnitude must be used. The latter is This is also the case when the image transmission demands high image resolution in this sense be set so that very closely adjacent contours do not blur into one another in the reproduction, but still appear separately. In these cases just mentioned, the conventional one offered Technology so far no means for a satisfactory solution to the problem at hand. Man. was therefore with regard to the speed of the message transmission as well as with regard to the quality in the Image reproduction does not go beyond a limit determined by the aids available.

Dieser Mangel ist durch die Anordung zur Umwandlung einer amplitudengetasteten Trägerschwingung in eine wenigstens annähernd rechteckige, ausschließlich positive oder negative Steuerkurve, deren Ordinatenwerte oberhalb einer vorgegebenen. Schwelle liegen, erfindunggemäß dadurch behoben, daß auch bei einer gegenüber der Trägerfrequenz nur wenig niedrigeren Tastfrequenz die Steuerkurven vollständig voneinander getrennt sind durch Ausfüllen der bei der Gleichrichtung verbleibenden Zwischenräume bis über die vorgegebene Schwelle, indem entweder aus dem ursprünglichen Impuls ein zweiter abgeleitet wird, dessen Trägerschwingung um 90° gegenüber der des ursprünglichen phasenverschoben ist, beide Impulse gleichgerichtet und in einer Additionsstufe addiert werden oder die Flankensteilheit der die Steuerkurve Anordnung und Verfahren
zur Umwandlung einer amplitudengetasteten TrägerschwingungThis deficiency is due to the arrangement for converting an amplitude-sampled carrier oscillation into an at least approximately rectangular, exclusively positive or negative control curve, the ordinate values of which are above a predetermined one. Threshold are remedied according to the invention in that the control curves are completely separated from each other even at a sampling frequency only slightly lower than the carrier frequency by filling the gaps remaining in the rectification up to the specified threshold, either by deriving a second one from the original pulse Carrier oscillation is phase-shifted by 90 ° compared to that of the original, both pulses are rectified and added in an addition stage or the edge steepness of the control curve arrangement and method
for converting an amplitude-keyed carrier wave

Anmelder:Applicant:

Rohde & Schwarz,
München 9, Tassiloplatz 7Rohde & Schwarz,
Munich 9, Tassiloplatz 7

Hans Bock, München,
ist als Erfinder genannt wordenHans Bock, Munich,
has been named as the inventor

bildenden gleichgerichteten Halbwellen erhöht wird und zur Ausführung der verbleibenden wesentlich verengten Zwischenräume Siebketten entsprechend höherer Grundfrequenz Verwendung finden. Die Übertragungsgeschwindigkeit kann dadurch ebenso wie das Auflösungsvermögen bei der Wiedergabe von Bild- oder Schriftunterlagen praktisch beliebig gesteigert werden. Stets ist die Wiedergabe völlig unterscheidungskräftig, d. h., sie entspricht auch bei sehr nahe benachbarten Konturen des Originals getreu seiner Zeichnung.forming rectified half-waves is increased and for the execution of the remaining essential Narrowed spaces find sieve chains corresponding to a higher basic frequency. the Transmission speed as well as the resolution when reproducing Image or written documents can be increased practically at will. The reproduction is always completely distinctive, d. That is, it corresponds exactly to the original even with very closely adjacent contours his drawing.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung können die vorzugsweise orthogonal zueinander liegenden Komponenten der Trägerschwingung mittels zweier gleichartig aufgebauter Phasenschieberbrücken zustande gebracht werden, wobei die eine Phase um 45° voreilend und die andere um 45° nacheilend¹ zur Trägerschwingung verschoben wird. Ein Verschwimmen der Steuerkurven ineinander wird hierbei dadurch verhindert, daß in gewissem Sinne eine Konzentration des Kurvenverlaufs erzielt wird. Hierzu trägt einem weiteren erfinderischen Merkmal entsprechend die Maßnahme bei, daß die aus den Trägerschwingungskompotienten gewonnenen Gleichspannungen je einem Gitter einer Doppeltriode zugeführt werden, deren Anoden parallel geschaltet sind. Es kann auf Siebmittel nach der Gleichrichtung vollständig verzichtet werden.In a special embodiment of the invention, the components of the carrier oscillation, which are preferably orthogonal to one another, can be brought about by means of two identically constructed phase shifter bridges, one phase being ^{shifted 45 ° leading and the other 45 ° lagging 1} relative to the carrier oscillation. A blurring of the control curves into one another is prevented by the fact that a concentration of the curve profile is achieved in a certain sense. A further inventive feature contributes accordingly to the measure that the direct voltages obtained from the carrier oscillation components are each fed to a grid of a double triode, the anodes of which are connected in parallel. There is no need for sieve media after the straightening.

Das gleiche hochwertige Ergebnis kann in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch erzielt werden, daß die Flankensteilheitserhöhung durch Umformung der getasteten Trägerfrequenz in eine Rechteckschwingung gleicher Periodizität erreicht wird. Dies wird z. B. erreicht durch Begrenzung,The same high-quality result can thereby also be achieved in another embodiment of the invention that the slope increase by converting the sampled carrier frequency into a Square wave of the same periodicity is achieved. This is z. B. achieved by limitation,

909 510/327909 510/327

Gleichrichtung und Verstärkung der Trägerimpulse, wobei die Glättungsmittel mit so geringer Zeitkonstante gewählt werden können, daß die Welligkeit einen bestimmten unteren Wert, z. B. den Ansprechwert einer Torschaltung, nicht unterschreitet. In der 5-gleichen Weise wirkt sich erfindungsgemäß eine Vorkehrung aus, daß die Flankensteilheitserhöhung durch pine Frequenzvervielfachung der getasteten Trägerschwingung herbeigeführt wird. Schließlich ist es aber der Erfindung entsprechend auch möglich, eine Flankensteilheitserhöhung durch Umsetzung der Trägerschwingung mit einer höheren Hilfsfrequenz und einer Aussiebung der Summen- oder Differenzfrequenz zustande zu bringen.Rectification and amplification of the carrier pulses, the smoothing means with such a small time constant can be chosen that the ripple a certain lower value, z. B. the response value a gate circuit, does not fall below. According to the invention, a precaution has the same effect from the fact that the edge steepness increase by pine frequency multiplication of the sampled carrier oscillation is brought about. Finally, it is also possible according to the invention, a Edge steepness increase by converting the carrier oscillation with a higher auxiliary frequency and to bring about a screening of the sum or difference frequency.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen erläutert. Darin sind vier Ausführungsbeispiele für Anordnungen dargestellt, die zur Durchführung der geschilderten Verfahren dienen können. Insbesondere läßtThe invention is explained in the following description with reference to the drawings. Are in it four exemplary embodiments are shown for arrangements that are used to carry out the described method can serve. In particular, lets

Fig. 1 eine Schaltung erkennen, bei der solche Gleichspannungen, die aus vorzugsweise orthogonal zueinander liegenden Komponenten der Trägerschwingung gewonnen sind, miteinander addiert werden; inFig. 1 recognize a circuit in which such DC voltages, which are preferably orthogonal Components of the carrier oscillation that lie with one another are obtained and added to one another; in

Fig. 2 ist die Schaltung einer Anordnung gezeigt, bei der eine Flankensteilheitserhöhung durch Umformung der getasteten Trägerfrequenz in eine Rechteckschwingung gleicher Periodizität erreicht wird;Fig. 2 shows the circuit of an arrangement in which an increase in edge steepness by reshaping the sampled carrier frequency is achieved in a square wave of equal periodicity;

Fig. 3 gibt eine Schaltung wieder, bei der zwecks Erhöhung der Flankensteilheit eine Frequenzvervielfachung der getasteten Trägerschwingung Verwendung findet;3 shows a circuit in which a frequency multiplication is used for the purpose of increasing the edge steepness the sampled carrier oscillation is used;

Fig. 4 schließlich läßt eine Schaltung erkennen, bei der die Erhöhung der Flankensteilheit durch Umsetzung der Trägerschwingung mit einer höheren Hilfsf requenz und einer *Aussiebung der Summen- oder Differenzfrequenz erzielt wird.Finally, FIG. 4 shows a circuit in which the slope is increased by conversion of the carrier oscillation with a higher auxiliary frequency and a * filtering out of the total or difference frequency is achieved.

Nach Fig. 1 werden dem Übertrager 1 Trägerschwingungsimpulse zugeführt, für die die Tastfrequenz im Vergleich zur Trägerfrequenz nur wenig niedriger liegt. Die Trägerschwingungsimpulse können dabei die Übertragung engkonturiger Aufzeichnungen vermitteln, wie sie sich z. B. bei der Verbreitung von Wetterkarten über große Entfernungen ergeben. Für den hier zugrunde gelegten und im nachstehenden noch näher zu erörternden drahtlosen Übertragungsbetrieb kommt eine solche Verbreitung insbesondere von einer zentralen Wetterwarte an andere Wetterstationen in Betracht, die sich auch auf Seeoder Luftfahrzeugen befinden können. _ Die Sekundärwicklungen 2 und 3 des Übertragers 1 lassen den Trägerschwingungsimpuls /auf die aus den Widerständen 4 und 5 sowie aus den Kondensatoren 6 und 7 bzw. aus den Widerständen 8 und 9 sowie den Kondensatoren 10 und 11 bestehenden Phasenschieberbrücken gelangen. Die bei entsprechender Auslegung der angeführten Schaltelemente vorzugsweise orthogonal zueinander verschobenen Spannungen, werden mit-Hilfe der Zweiweggleichrichter 12 und 13 gleichgerichtet und mit Hilfe der Doppeltriode 14 addiert. Am Arbeitswiderstand 15 -kann die Steuerkurve abgegriffen werden.According to Fig. 1, the transmitter 1 carrier oscillation pulses are supplied for which the sampling frequency compared to the carrier frequency is only slightly lower. The carrier oscillation pulses can convey the transmission of narrow-contoured records as they are z. B. in the spread from weather maps over long distances. For the basis here and in the following Such a spread comes in particular from a central weather station to other weather stations, which are also located at sea or Aircraft can be located. _ The secondary windings 2 and 3 of the transformer 1 let the carrier oscillation pulse / on the resistors 4 and 5 as well as from the capacitors 6 and 7 or phase shifter bridges consisting of resistors 8 and 9 and capacitors 10 and 11 reach. If the switching elements listed are appropriately designed, they are preferably orthogonal Voltages that are shifted from one another are rectified with the aid of the full-wave rectifiers 12 and 13 and added with the help of the double triode 14. The control curve can be tapped at the working resistance 15 will.

Die Addition der Gleichspannungen, die, wie erwähnt, aus vorzugsweise orthogonal zueinander liegenden Komponenten -der Trägerschwingung gewonnen sind, bringt es mit sich-, daß am Verbindungspunkt 16 der Anoden 17 und 18 der Triode 14 genau nur so lange vom Ruhebetrieb abweichende Ordinatenwerte oberhalb einer vorgegebenen- Schwelle auftreten, als das Signal-andauert. Die Gesamtheit der Ordinatenwerte liefert eine wenigstens annähernd rechteckige, ausschließlich positive oder negative Steuerkurve. Während des Ruhebetriebs stellt sich am Verbindungspunkt 16 ein Potential ständig gleichbleibender Größe ein. Wird die am Widerstand 15 abgegriffene Betriebsspannung zur Betätigung eines elektronischen. Schalters verwendet, der bei dem hier zugrunde gelegten drahtlosen FM-Übertragungsverfahren von sich aus wieder die dafür erforderliche Hubröhre steuert, so führen die steilen Fronten der Steuerkurve eine augenblickliche Schaltwirkung sowohl bei Beginn als auch am Ende der Steuerkurve herbei und während dieser Schalterbetätigung ist wegen der oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegenden Ordinatenwerte dieser Kurve eine ununterbrochene entsprechende Schaltwirkung vorhanden. Die durch die am Verbindungspunkt 16 vorhandene restliche Welligkeit der Ordinatenwerte, die sich durch die Gleichrichtung ergeben hatte, tritt am Ausgang des aus der Zeichnung nicht ersichtlichen elektronischen Schalters nicht in Erscheinung und wirkt sich deshalb auch beim Betrieb der Hubröhre nicht aus. Die erwähnten steilen Fronten der Steuerkurve bringen es weiterhin mit sich, daß diese Kurve keine flachen Ausläufer aufweist und somit trotz der gegenüber der Trägerfrequenz nur wenig niedrigeren Tastfrequenz ein Überschneiden aufeinanderfolgender Steuerkurven nicht stattfinden, kann.. Denn die Ansprechspannung des elektronischen Schalters liegt unter dem niedrigsten Augenblickswert der welligen Steuerspannung.The addition of the DC voltages, which, as mentioned, are preferably orthogonal to one another lying components - the carrier oscillation are obtained, it brings with it - that at the connection point 16 of the anodes 17 and 18 of the triode 14 only as long as ordinate values deviating from the idle mode occur above a predetermined threshold when the signal lasts. The entirety of the Ordinate values provide an at least approximately rectangular, exclusively positive or negative Control curve. During idle operation, a potential that is constantly constant is established at connection point 16 Size one. If the operating voltage tapped at resistor 15 is used to operate a electronic. Switch used in the wireless FM transmission method used here controls the lifting tube required for this on its own again, this is how the steep fronts lead the control curve an instantaneous switching action both at the beginning and at the end of the control curve and during this switch actuation is because of the above a predetermined threshold lying ordinate values of this curve have an uninterrupted corresponding switching action. the by the residual ripple of the ordinate values present at connection point 16, which is reflected by the rectification had resulted, occurs at the output of the electronic, which cannot be seen in the drawing Switch does not appear and therefore does not have any effect on the operation of the lifting tube. The aforementioned steep fronts of the control curve also mean that this curve is not flat Has tail and thus despite the only slightly lower sampling frequency compared to the carrier frequency successive control cams cannot overlap .. Because the response voltage of the electronic switch is below the lowest instantaneous value of the ripple control voltage.

Nach Fig. 2 steht der Trägerschwingungsimpuls gleicher Art, wie er bei der Schilderung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 erläutert wurde, am Eingang der Begrenzeranordnung 19 an. Hierdurch wird die getastete Trägerfrequenz in eine Rechteckschwingung gleicher Periodizität umgeformt, wobei vermittels Verstärkung eine Erhöhung der Flankensteilheit der Kurvenform erzielt wird. Die erwähnten Rechteckschwingungen gelangen anschließend in den Zweiwegegleichrichter 20 und danach findet in der Siebkette 21 entsprechend hoher Grenzfrequenz eine Überbrückung der sehr kurzzeitigen Einsenkungen zwischen den einzelnen Halbwellen der gleichgerichteten Rechteckschwingungen statt. Die in dieser Weise aus mehr oder weniger vielen Rechteckschwingungen gebildete Steuerkurve dient dann wieder zur Beaufschlagung eines elektronischen Schalters 22, der in der gleichen Weise auf eine Hubröhre einwirken kann, wie es bereits geschildert wurde.According to FIG. 2, the carrier oscillation pulse is of the same type as it is in the description of the mode of operation the arrangement according to FIG. 1 was explained at the input of the limiter arrangement 19. Through this the sampled carrier frequency is converted into a square wave with the same periodicity, where by means of amplification, an increase in the slope of the curve shape is achieved. The mentioned Square waves then reach the two-way rectifier 20 and then takes place in the Sieve chain 21 with a correspondingly high cut-off frequency bridges the very brief depressions between the individual half-waves of the rectified square waves. That way The control curve formed from a greater or lesser number of square waves is then used again for application an electronic switch 22, which can act in the same way on a lifting tube, as it has already been described.

Nach Fig. 3 wird der Trägerschwingungsimpuls I dem .Frequenz vervi elf acher 23 zugeführt, dem hier die Aufgabe zufällt, eine Erhöhung der Flankensteilheit der getasteten Trägerschwingung herbeizuführen. In dem Siebglied24 wird die gewünschte Harmonische aus dem aus dem Vervielfacher 23 austretenden Frequenzgemisch ausgesondert und im Gleichrichter 25 gleichgerichtet, wodurch sich wieder ein allerdings noch stark welliger Gleichspannungsverlauf ergibt. Die Welligkeit wird in der Siebkette 26 von entsprechend hoher Grenzfrequenz verringert, wodurch sich auch hier eine Steuerkurve solcher Gestalt ergibt, wie sie im Zusammenhang mit der Schilderung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 schon eingehend behandelt wurde. Diese Steuerkurve dient auch im vorliegenden Fall zur Betätigung des elektronischen Schalters 27 und anschließender Steuerung einer Hubröhre.According to FIG. 3, the carrier oscillation pulse I is fed to the frequency vervi elf acher 23, which here has the task of increasing the edge steepness of the scanned carrier oscillation. In the filter element 24, the desired harmonic is separated from the frequency mixture emerging from the multiplier 23 and rectified in the rectifier 25, which again results in a DC voltage curve that is, however, still strongly wavy. The waviness is reduced in the sieve chain 26 by a correspondingly high cut-off frequency, which also results in a control curve of the type that has already been dealt with in detail in connection with the description of the mode of operation of the arrangement according to FIG. This control curve is also used in the present case to operate the electronic switch 27 and then control a lifting tube.

Nach Fig. 4 wird der Trägerschwingungsimpuls / dem Umsetzer 28 zugeleitet, auf den außerdem noch die im Oszillator 29 erzeugte Hilfsschwingung einwirkt. Mit Hilfe des Filters 30 wird die Summen-According to Fig. 4, the carrier oscillation pulse / fed to the converter 28, on which the auxiliary oscillation generated in the oscillator 29 also acts. With the help of the filter 30, the sum

oder Differenzfrequenz ausgesondert. Die so zustande gebrachten Schwingungen hoher Flankensteilheit werden mittels des Zweiwegegleichrichters 31 gleichgerichtet, und mit der Siebkette 32 entsprechend hoher Grenzfrequenz wird eine Glättung der gewonnenen Gleichspannung herbeigeführt. Die auf diese Weise gewonnene Steuerkurve dient dann schließlich wieder zur Betätigung des Elektronenschalters 33, der auch hier nicht ersichtlichen Hubröhre.or differential frequency singled out. The resulting oscillations of high edge steepness are rectified by means of the two-way rectifier 31, and with the sieve chain 32 accordingly With a high cut-off frequency, the DC voltage obtained is smoothed. The on this The control curve obtained in this way is then used again to actuate the electron switch 33, the also here not visible lifting tube.

IOIO

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for converting an amplitude-keyed carrier oscillation into at least one approximately rectangular, exclusively positive or negative control curve, the instantaneous values of which are above a specified threshold, characterized in that only a little lower than the carrier frequency Sampling frequency the control cams are completely separated from each other by filling in the at Rectify remaining spaces up beyond the predetermined threshold by adding either from the original impulse a second is derived, the carrier oscillation of which is around 90 ° out of phase with that of the original, both pulses are rectified and are added in an addition stage or the slope of the edge forming the control curve rectified half-waves is increased and significantly narrowed to fill the remaining Interstices of sieve chains are used according to a higher cut-off frequency.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the preferably orthogonal to one another lying components of the carrier oscillation by means of two identically structured Phase shifter bridges are brought about, the one phase leading by 45 ° and the others are shifted 45 ° behind the carrier oscillation.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the from the carrier vibration components DC voltages obtained are each fed to a grid of a double triode whose anodes are connected in parallel.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the flaiiken steepness increase by amplifying and limiting the sampled carrier frequency into a square wave same periodicity as the carrier is achieved.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the slope increase is brought about by a frequency multiplication of the sampled carrier oscillation.

6. The method according to claim 1, characterized in that that the edge steepness increase by converting the carrier oscillation with a higher auxiliary frequency and filtering out the sum or difference frequency is achieved.

7. The method or arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized by the application the rectangular control curves for wireless communication.

8. The method or arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized by the application for the production of documentary evidence.

Considered publications:
"Waweforms," McGraw Hill Book Co., 1949, pp. 501 and 507.

1 sheet of drawings

® 909 510/327 5.59