DE1085909B - Empfaenger fuer ein synchronisiertes Telegrafie-UEbertragungssystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In synchron betriebenen Systemen zur Übertragung von Fernschreibnachrichten bzw. anderer impulscodierter Daten, z. B. auch zur Übertragung von Meßwerten, wird im allgemeinen auf die Mitübertragung einer eigenen Synchronisierfrequenz verziehtet. Der Gleichlauf der Empfangseinrichtung (Empfangsverteiler) wird in diesen Fällen von den Schrittumschlägen des empfangenen Signals abgeleitet. Hierzu wird gemäß einer bewährten Ausführungsform mit dem Fortschaltetakt des Empfangsverteilers phasenstarr eine Rechteckspannung gewonnen, deren Phasenlage mit den von den Schrittumschlägen des empfangenen Signals abgeleiteten Synchronisierimpulsen verglichen wird. Für den Vergleich der Phasenlage der Rechteckwechselspannung zu den Synchronisierimpulsen wird einer der Polaritätssprünge der Rechteckwechselspannung von einem Wert zu dem anderen herangezogen.

Diese Verhältnisse werden zunächst an Hand der Fig. 1 kurz erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Zeitdiagramm, in deren Zeile α die zeitlich aufeinanderfolgenden Schritte eines Signals wiedergegeben sind, wie es beispielsweise entweder bei Gleichstromübertragung unmittelbar empfangen oder bei Trägerfrequenzübertragung nach der Demodulation erhalten wird. Infolge der Begrenzung des für die Übertragung heranzuziehenden Frequenzbandes auf dem Übertragungsweg sind die Schrittflanken abgeflacht, wobei die Einschwingvorgänge der Einfachheit halber als linear verlaufend dargestellt sind.

Die Zeile b der Fig. 1 zeigt die Synchronisierimpulse, die nach einem bekannten Verfahren von den Schrittumschlägen oder Nulldurchgängen des empfangenen Signals abgeleitet sind, nachdem sie gleichgerichtet und entsprechend geformt worden sind. Für das Entstehen dieser Synchronisierimpulse ist es belanglos, ob die einzelnen Schritte ein- und derselben Nachricht oder, bei Anwendung des Zeitmultiplexverfahrens, verschiedenen Nachrichten angehören.

Die Zeile c zeigt eine Rechteckspannung von doppelter Schrittfrequenz des Signals, die mit dem Fortschaltetakt des Empfangsverteilers phasenstarr verläuft und durch den Synchronisiervorgang in eine bestimmte Phasenlage zu den Schritten bzw. den Schritteinsätzen des empfangenen Signals gebracht und in dieser festgehalten werden soll. Die in Zeile c der Fig. 1 dargestellte Phasenlage entspricht der gewünschten Phasenlage, die bei Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger einzuhalten ist. Zu dieser Rechteckspannung steht die Folge der Abtastimpulse, wie sie in Zeile d der Fig. 1 wiedergegeben sind, in einer festen Phasenbeziehung. Die Phasenbeziehung ist hierbei so gewählt, daß die Abtastimpulse, sofern der Sender richtig auf den Empfänger synchronisiert Empfänger für ein synchronisiertes
Telegrafie-Übertragungssystem

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Hans Rudolph, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden

ist, genau auf dem mittleren Bereich der Schritte des empfangenen Signals treffen, vgl. Zeile e. Die Dauer der einzelnen Abtastimpulse kann, wie bekannt, in bestimmten Grenzen beliebig gewählt werden. Sind die Impulse sehr kurz, so erfolgt punktförmige Abtastung in der Schrittmitte, sind sie von längerer Dauer, wie in dem dargestellten Impulsplan angenommen, so kann integrierende Abtastung angewendet werden. In der Zeile e sind die Flächen, über die jeweils bei der Abtastung integriert wird, schraffiert. Die Synchronisierung des Empfängers wird dann beispielsweise dadurch erreicht, daß die Synchronisierimpulse, vgl. Zeile b in Fig. 1, jeweils einen Schalter schließen, über den die Rechteckwechselspannung, vgl. Zeile c in Fig. 1, über einen Widerstand zur Aufladung eines Kondensators freigegeben wird. Eine entsprechende Schaltung zeigt die Fig. 2 der Zeichnung.

Liegt die Rechteckspannung und damit auch der Empfangsverteiler richtig in der Phase, so wird jeweils während der ersten Hälfte der Impulsdauer der Synchronisierimpulse der Kondensator negativ und während der 2. Hälfte positiv aufgeladen. Über einen größeren Zeitraum entsteht am Kondensator im Mittel somit keine Synchronisierspannung. In der Zeile c der Fig. 1 sind die Bereiche, in denen der Kondensator über den Schalter angeschaltet wird, durch Schraffur hervorgehoben. Läuft der Empfangsverteiler etwas voreilend, d. h., ist die Rechteckspannung etwas nach rechts in Fig. 1 verschoben, so werden die Synchronisierimpulse überwiegend oder ganz mit den negativen Halbperioden zusammentreffen. Es verbleibt somit nach jedem Synchronisierimpuls eine negative Restladung auf dem Kondensator, die sich allmählich summiert. Dieses Ansteigen der Spannung kann mit an sich bekannten Mitteln zur Phasen-

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verschiebung der Rechteckspanntmg und damit des Umlaufs des Empfangsverteilers in korrigierendem Sinne ausgenützt werden, wobei gleichzeitig der Kondensator zu entladen ist. Außerdem wird über den Kondensator die Grundfrequenz der Rechteckwechselspannung und damit der Umlaufgeschwindigkeit des Empfangsverteilers beeinflußt. Dies geschieht beispielsweise in einfacher Weise dadurch, daß der Kondensator im Steuerkreis einer Reaktanzröhre angeordnet wird, die ihrerseits die Grundfrequenz der zu erzeugenden, die Umlaufgeschwindigkeit des Empfangsverteilers und damit die Frequenz der Rechteckwechselspannung bestimmenden Taktfrequenz maßgebend ist.

Ist der Empfangsverteiler nacheilend, so lädt sich der Kondensator positiv auf, und die Korrekturen erfolgen in umgekehrter Richtung.

Das erläuterte Synchronisierverfahren arbeitet einwandfrei. Es hat lediglich einen Nachteil, der insbesondere bei der Inbetriebnahme eines Systems auftreten kann. Dieser Nachteil besteht darin, daß die Phase der Rechteckspannung auch dann, wenn sie um die Hälfte einer Schwingungsperiode verschoben ist, wenn auch nur in einem schmalen Bereich stabil ist. Dies sei an Hand der Fig. 3, das in einem Impulsdiagramm entsprechende Vorgänge wie in Flg. 1 zeigt, im einzelnen erläutert. Auch in Fig. 3 ist in Zeile a die zeitliche Folge eines empfangenen Signals dargestellt, wie sie unmittelbar bzw. nach der Demodulation erhalten wird. Die Zeile b zeigt die Synchronisierimpulse, die durch die Schrittumschläge aus dem empfangenen Signal gewonnen werden. Die mit dem Verteiler phasenstarr erzeugte Rechteckwechselspannung ist jedoch um 180° verschoben.

Trotzdem liefern die durch die Synchronisierimpulse herausgetasteten Flächenstücke der Rechteckspannung, die in Zeile c schraffiert dargestellt sind, über längere Zeit gemittel^ den Wert 0, d. h., es entsteht keine Synchronisierspannung. Selbst bei kleineren Abweichungen von der in der Fig. 3 dargestellten Phasenlage erreicht die Synchronisierspannung nicht den Wert, der zur Auslösung eines Synchronisiervorgangs erforderlich wäre. In diesem Bereich wird also ein stabiler Zustand erreicht. Insbesondere bei Empfängern, die eine gute Frequenzkonstanz haben, kann dieser falsche Phasenzustand, bei dem, wie aus Zeile d und e in "Fig. 3 zu ersehen ist, die Schritte des empfangenen Signals anstatt in der Schrittmitte im Bereich der Schrittumschläge abgetastet und damit unsicher oder gar falsch ausgewertet wreden, über beliebig lange Zeit bestehenbleiben.

An sich können durch einen einmaligen hinreichend großen Phasensprung entweder beim Empfangsverteiler oder auch im Signal, der aber auf der Sendeseite erfolgen müßte, der labile Zustand umgestoßen werden. Die richtige Phasenlage würde sich dann anschließend durch die entstehenden Synchronisierspannungen nach kurzer Zeit automatisch einstellen. Ein derartiges Eingreifen hat aber zur Voraussetzung, daß der falsche Phasenzustand rechtzeitig bemerkt wird, wobei gegebenenfalls sogar ein manuelles Eingreifen entweder auf der Sendeseite oder auf der Empfangsseite notwendig wird.

Bei dem Empfänger nach der Erfindung wird der genannte Nachteil dadurch vermieden, daß Schaltmittel zum Erzeugen einer Rechteckwechselspannung mit zumindest stufenweise unterschiedlichem Tastverhältnis vorgesehen sind. Bei dem Empfänger nach der Erfindung wird also an Stelle einer symmetrischen Rechteckspannung eine solche mit zeitlich ungleichen positiven und negativen Anteilen verwendet, wobei die Anstiegsflanke an die Fortschaltephase des Empfangsverteilers gebunden ist, die Abfallsflanke dagegen mindestens zwischen zwei Punkten entweder langsam hin- und herpendelt oder zwischen diesen Punkten umgeschaltet wird. Hierdurch wird, wie noch an Hand eines Ausführungsbeispiels gezeigt wird, erreicht, daß ein stabiler Zustand zwischen Synchronisierimpulsen und Rechteckwechselspannung

ίο nur in einer einzigen Lage, der Sollage, zwischen der Rechteckwechselspannung und den Synchronisierimpulsen möglich ist.

Die Fig. 4 zeigt hierzu einen Impulsplan. Es ist angenommen, daß die Rechteckwechselspannung die richtige Tastlage hat. Das Tastverhältnis dieser Rechteckwechselspannung wird in der Mitte der Zeile c umgeschaltet. Zu einem späteren, in der Figur nicht dargestellten Zeitpunkt wird wieder auf das ursprüngliche Tastverhältnis zurückgeschaltet. Der Wechsel zwischen den beiden Tastverhältnissen wird fortlaufend periodisch vorgenommen und stört die richtige Phasenlage in keiner Mitte, da der Umschlag vom negativen zum positiven Wert jeweils zum gleichen Zeitpunkt erfolgt, unabhängig davon, zu welcher Zeit der Wechsel von positiv nach negativ bei der Rechteckwechselspannung vorgenommen wird.

In der Darstelung nach Fig. 5 ist angenommen, daß zunächst ein «labil», falscher Phasenzustand, wie er an Hand der Fig. 3 erläutert wurde, entstanden ist.

Dieser" fälsche Zustand ist während der ersten drei Synchronisierimpulse stabil, da an dem Regelkondensator keine Summenspannung entsteht. Mit dem ersten Wechsel des Tastverhältnisses, vgl. ungefähr die Mitte der Zeile c, wird dieser Zustand beseitigt, da sich nunmehr die positive Spannung zu einer Synchronisierspanmang auf summiert. Diese Synchronisierspannung veranlaßt eine entsprechende korrigierte Phasenverschiebung des Empfangsverteilers und der Rechteckspannung. Wird dann nach einer gewissen Zeit das Tastverhältnis der Rechteckwechselspannung wieder auf das Anfangs-Tastverhältnis umgeschaltet, dann ist die Phase des Verteilers bereits so weit verändert, daß sich der in sich stabile falsche Zustand nicht mehr einstellen kann. Somit kann ein falscher Zustand auch ohne manuelles Eingreifen niemals längere Zeit bestehenbleiben.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Veränderung des Tastverhältnisses stetig oder sprungweise erfolgen kann, wobei in jedem Fall erreicht wird, daß sich kein stabiler Zustand mit falscher Phasenbeziehung einstellen kann. Darüber hinaus kann das Tastverhältnis auch zwischen mehr als zwei Werten geändert werden, obwohl sich für die praktischen Bedürfnisse die Veränderung zwischen zwei Werten als ausreichend erwiesen hat. Diese Ausführung benötigt auch den geringsten Aufwand. Die Veränderung des Tastverhältnisses kann schaltungstechnisch auf verschiedene Weise realisiert werden. Im einfachsten Fall wird die Kippfrequenz einer monostabilen Kippschaltung, die synchron mit dem Empfangsverteiler jeweils angestoßen wird, stetig oder sprunghaft so geändert, daß sie zu verschiedenen Zeiten in den Ausgangszustand rückkippt.

An Stelle der Rechteckspannung kann auch eine trapezförmige, sägezahnförmige oder beliebig anders geformte Synchronisierspannung vorgesehen werden. In jedem Fall muß der während der Synchronisierimpulse auftretende Spannungssprung wieder zurückgeführt werden, was gemäß der Erfindung zumindest über einen gewissen Bereich gesehen, zu verschie-

denen Zeiten zu geschehen hat, damit der Empfangsverteiler nicht auf diesen falschen «Nulldurchgang» der Synchronisierspannung synchronisiert wird.

Claims (4)

PATENTANSPBÜCHE:

1. Empfänger für ein synchron betriebenes Telegrafie-Übertragungssystem, bei dem mit dem Umlauf eines Empfangsverteilers phasenstarr eine Synchronisierspannung, z. B. eine Rechteckwechselspannung erzeugt wird und nach Einsatz der Rechteckwechsel mit den Schrittumschlägen der empfangenen Telegrafierschritte synchronisiert wird, wobei für die Synchronisation jeweils der Umschlag von einer bestimmten Polarität in die andere bei der Rechteckwechselspannung ausge-

wertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel zum Erzeugen einer Rechteckwechselspannung mit zumindest zeitweilig unterschiedlichen Tastverhältnissen vorgesehen sind.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis stufenweise geändert wird.

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis zwischen zwei Werten, die beide vorzugsweise von dem Verhältnis 1 : 1 abweichen, periodisch umgeschaltet wird.

4. Empfänger nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis stetig zwischen zwei Werten verändert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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