DE1159009B - Circuit arrangement for the compensation of the direct current disturbance components occurring during the alternating current transmission of telegraph characters - Google Patents
Circuit arrangement for the compensation of the direct current disturbance components occurring during the alternating current transmission of telegraph charactersInfo
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Description
Schaltungsanordn,ung zur Kompensation der bei der Wechselstromübertragung von Telegrafierzeichen auftretenden Gleichstromstörkomponenten Bei der Obertragung von Telegrafierzeichen (Fernschreibzeichen) mit Frequenzmodulation besteht die Besonderheit, daß bei der Demodulation Verzerrungen auftreten können, die durch Frequenzfehler im übertragungsweg, bzw. bei der Demodulation hervorgerufen werden. Unter Frequenzfehler kann hierbei ganz allgemein die Abweichung der arithmetischen Mitte der empfangenen Trägerfrequenzen für den Trenn- und Zeichenstromzustand von der Mittenfrequenz des Diskriminators verstanden werden. Die Frequenzfehler selbst, die, wie erwähnt, durch Verstimmung des Senders und/oder des Empfängers (Zwischenfrequenzoszülator, Diskriminator) entstehen können haben ihre Ursache meistens in Temperaturschwankungen, Alterung der verwendeten Bauteile und sonstige Beeinflussung derfrequenzbestimmenden Glieder. Die genannten Frequenzfehler führen deshalb zu Verzerrungen der empfangenen und demodulierten Telegrafierzeichen, da die Schrittflanken der einzelnen Zeichen durch die Kanalfilter abgeflacht sind. Bei kleinem Hub-können schon Frequenzfehler von wenigen Hertz zu sehr beträchtlichen Verzerrungen führen. So beträgt beispielsweise die Telegrafierverzerrung bei einem Fernschreibkanal mit ±30Hz Hub ca. 2,5 % je Hertz Frequenzfehler. Es ist deshalb sehr erwünscht und in vielen Fällen notwendig, die Wirkung dieser Frequenzfehler zu vermindern bzw. ganz zu kompensieren. So lange, was für die Praxis ohne weiteres angenommen werden kann, der Diskriminator in dem ausgenutzten Frequenzbereich linear ist, entspricht die infolge eines Frequenzfehlers entstandene einseitige Telegrafierverzerrung der überlager-ung einer Gleichspannung zum Doppelstromsignal ohne Verzerrung.Circuit arrangement to compensate for the alternating current transmission DC interference components occurring from telegraph characters During transmission of telegraph characters (telex characters) with frequency modulation is special, that during demodulation distortions can occur due to frequency errors in the transmission path or during demodulation. Under frequency error can in general be the deviation of the arithmetic mean of the received Carrier frequencies for the separator and character stream state from the center frequency of the Discriminator can be understood. The frequency error itself, which, as mentioned, by Detuning of the transmitter and / or the receiver (intermediate frequency oscillator, discriminator) are mostly caused by temperature fluctuations and aging the components used and other influencing of the frequency-determining elements. The mentioned frequency errors therefore lead to distortions of the received and demodulated telegraph characters, as the step edges of the individual characters are through the duct filters are flattened. With a small stroke, frequency errors of a few Hertz lead to very considerable distortion. For example the telegraph distortion in a teleprinting channel with a ± 30Hz hub approx. 2.5% each Hertz frequency error. It is therefore very desirable and in many cases necessary to reduce or completely compensate for the effect of these frequency errors. As long as, what can easily be assumed in practice is the discriminator in that utilized frequency range is linear, corresponds to that due to a frequency error resulting one-sided telegraph distortion of the superimposition of a direct voltage to the double stream signal without distortion.
Die Problemstellung ist an sich bekannt und es sind auch schon eine Reihe von Vorschlägen zur Kompensation dieser Frequenzfehler, d. h. der Gleichstrornüberlagerung am Diskriminatorausgang gemacht worden. An sich ist es möglich, mit der bzw. den übertragenen Nachrichten eine Pilotfrequenz zu übertragen, die auf der Empfangsseite durch doppelte Frequenzumsetzung den Frequenzfehler für das gesamte übertragene Band, z. B. einem Sprachband, kompensiert. Diese Methode erlaubt an sich die Korrektur großer Frequenzfehler, doch ist der Aufwand nicht unerheblich. Darüber hinaus kann diese Methode Frequenzfehler innerhalb des Diskriminators nicht berücksichtigen.The problem is known per se and there are already a number of proposals for compensating for these frequency errors, i.e. H. the direct current superimposition at the discriminator output. In itself it is possible to transmit a pilot frequency with the transmitted message or messages which, on the receiving side, by double frequency conversion, eliminates the frequency error for the entire transmitted band, e.g. B. a voice band, compensated. This method allows large frequency errors to be corrected, but the effort involved is not insignificant. In addition, this method cannot take into account frequency errors within the discriminator.
Eine andere Methode besteht in der kanalweisen Kompensation. Das heißt unabhängig von der Umsetzung innerhalb des für sämtliche Telegrafiekanäle gemeinsamen Empfangsverstärkers und Zwischenumsetzers wird jeder Empfangskanal für jede Telegrafiernachricht selbst geregelt, also innerhalb jedes Empfangskanals wird die Gleichstrornüberlagerung kompensiert bzw. vermindert. Bei der Regelung innerhalb jedes Kanals kann hierbei eine sogenannte »flinke« Regelung und eine träge, also eine langsam arbeitende Regelung verwendet werden. Unter einer ,>flink« arbeitenden Regelung wird hierbei eine Regelung verstanden, die praktisch ohne Zeitkonstante, d. h. auch für jeden einzelnen Telegrafierschritt für sich die Gleichstromüberlagerung ausregelt. Gerade diesen flink arbeitenden Anordnungen haftet der Nachteil an, daß der entsprechende Kanal gegen Störspannungen aus dem übertragungsweg empfindlicher wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das mit einer Störspannung, z. B. weißem Rauschen, überlagerte Signal auch zur Bildung der momentan wirkenden Regelspannung in der Ausgleichsschaltung herangezogen wird, so daß im abgegebenen Signal die Störspannungen zweifach enthalten sind.Another method is channel-wise compensation. This means that regardless of the implementation within the receiving amplifier and intermediate converter common to all telegraphy channels, each receiving channel is regulated for each telegraph message itself, i.e. the direct current superimposition is compensated or reduced within each receiving channel. In the case of regulation within each channel, a so-called "fast" regulation and a sluggish, i.e. slow-acting regulation can be used. Under a,> nimble "working control is here understood as meaning a regulation which no time constant, d practical. H. also regulates the direct current superimposition for each individual telegraphing step. It is precisely these fast-working arrangements that have the disadvantage that the corresponding channel becomes more sensitive to interference voltages from the transmission path. This is due to the fact that the interference voltage, e.g. B. white noise, superimposed signal is also used to form the momentarily acting control voltage in the compensation circuit, so that the interference voltages are included twice in the output signal.
Auch bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung soll eine kanalweise Kompensation der Gleichstrornüberlagerung durchgeführt werden. Im Gegensatz zur flinken Regelung, wie sie oben erwähnt ist, soll jedoch eine langsam arbeitende Regelung vorgesehen werden. Diese Art der Regelung ist zur Kompensation von Gleichstromstörkomponenten, die durch Frequenzverwerfungen zustande kommen deshalb möglich. weil Frequenzverwerfungen nie plötzlich auftreten und umgekehrt auch nie plötzlich verschwinden.In the circuit arrangement according to the invention, too, a channel-by-channel Compensation of the direct current superimposition can be carried out. In contrast to nimble control, as mentioned above, is supposed to be slow-working Regulation can be provided. This type of control is used to compensate for DC interference components, the due to frequency distortions are therefore possible. because frequency distortions never appear suddenly and vice versa never suddenly disappear.
An sich sind Schaltungsanordnungen bzw. Verfahren mit langsam und stetig arbeitendem Aufbau der Regelspannung bekannt. So wird beispielsweise bei einem bekannten Verfahren die Regelspannung aus dem zeitlichen Mittelwert der empfangenen Doppelstromsignale gewonnen. Dieser zeitliche Mittelwert ist, so lange getastet wird und die beiden Endzustände (Trennstrom bzw. Zeichenstrom) etwa gleich lang vorhanden sind, ein Maß für den Frequenzfehler. Das Regelverfahren versagt jedoch dann, wenn ein Kennzustand längere Zeit übertragen wird. Es ist an sich denkbar, durch zusätzliche Maßnahmen dafür zu sorgen, daß die Korrekturspannung einen bestimmten Maximalbetrag nicht überschreiten kann. Dieser weicht jedoch im allgemeinen von dem bei der Tastung erzielten Mittelwert ab, so daß beim Übergang von einem Dauerzustand zu getasteten Zeichen mit Telegrafieverzerrungen gerechnet werden muß, bis sich der Mittelwert neu eingestellt hat.As such, circuit arrangements or processes are slow and steadily working build-up of the control voltage known. For example, a known method the control voltage from the time average of the received Dual stream signals obtained. This time average is keyed for as long becomes and the two final states (separating stream and character stream) are about the same length are present, a measure of the frequency error. The control process fails, however when an identification status is transmitted for a longer period of time. It is conceivable in itself to take additional measures to ensure that the correction voltage has a certain Can not exceed the maximum amount. However, this generally differs from from the mean value obtained during sampling, so that when transitioning from a permanent state telegraphy distortions must be expected for keyed characters until the mean value has reset.
Bei einem anderen vorbekannten Verfahren wird das vom Demodulator abgegebene Doppelstromsignal über Gleichrichter mit einer in der Mitte angezapften Normalspannungsquelle verglichen. Bei korrekten Doppelstromsignalen stimmt die Zeichenamplitude mit der auf die Mitte bezogenen Normalspannung überein und die Gleichrichter sind ständig gesperrt. Ist dem Doppelstromsignal infolge eines Frequenzfehlers eine Gleichspannung überlagert, so wird der in der einen Polarität bestehende Überschuß des Signals über die Normalspannung an einem Kondensator gespeichert. Die Spannung am Kondensator ist die Korrekturspannung. In dieser Form versagt die Schaltung jedoch, wenn ein Dauerzustand übertragen wird.In another previously known method, this is done by the demodulator emitted double current signal via rectifier with a tapped in the middle Normal voltage source compared. If the double-stream signals are correct, the character amplitude is correct coincide with the normal voltage referred to the center and the rectifiers are permanently blocked. Is the double current signal a DC voltage due to a frequency error is superimposed, the excess of the signal existing in one polarity is stored on a capacitor via the normal voltage. The voltage across the capacitor is the correction voltage. In this form, however, the circuit fails if a Permanent state is transferred.
Auch bei der Schaltungsanordnung auf die sich die Erfindung bezieht werden die Amplituden des Doppelstromsignals mit einer festen Vergleichsspannung, die wahlweise beide Polaritätswerte abzugeben in der Lage ist, verglichen. Im Gegensatz zu vorbekannten Ausführungen wird jedoch gemäß der Erfindung die Vergleichsspannung von der Ausgangsspannung der Gleichstromausgangsschaltung über einen mindestens ein für beide Schrittarten wirksames Spannungsbegrenzungsglied enthaltenden Spannungsteiler gewonnen und der Ausgangsspannung des Diskrirninators entgegengeschaltet, der mit einer Klemme über ein Zeitglied mit einer im Vergleich zur Schrittfolgefrequenz der empfangenen Telegrafierzeichen großen Zeitkonstante auf Bezugspotential, z. B. Erde, angeschlossen ist. Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird also der Ausgangsspannung des Diskriminators wechselweise ein Signal entgegengeschaltet, dessen Amplitude nach Größe und Riebtung der Sollamplitude des entsprechenden Telegrafierschrittes entspricht. Liegt keine Gleichstromüberlagerung vor, dann kompensieren sich erfindungsgemäß an dem zusätzlich angeordneten Zeitglied beide Spannungen, so daß sich keine Regelspannung aufbauen kann. Weicht jedoch auf Grund einer Gleichstrornüberlagerung die Ausgangsspannung des Diskriminators von der Sollspannung ab, dann entsteht unabhängig von der Schrittart eine der Gleichstromüberlagerung entgegengerichteten Differenzspannung, die sich in dem Kondensator des Zeitgliedes aufbaut und mit der die Gleichstromstörkomponente kompensiert wird. Diese Regelungsmöglichkeit ist deshalb gegeben, weil ja die Ausgangsamplitude des Diskriminators im eingeschwungenen Zustand der Empfangsanordnung als bekannt vorausgesetzt werden kann. Eine Vergleichsamplitude kann deshalb ohne besonders großen Aufwand unter Verwendung eines Spannungsbegrenzergliedes bereitgestellt werden. Als Spannungsbegrenzerglied ist hierbei im besonderen eine im Zenerbereich betriebene Zenerdiode vorteilhaft, da diese ohne Hilfe eines Spannungsnormals die Begrenzung auf eine definierte Spannung zuläßt.Also in the circuit arrangement to which the invention relates the amplitudes of the double current signal are compared with a fixed reference voltage, which is able to optionally output both polarity values, compared. In contrast However, according to the invention, the comparison voltage becomes known embodiments from the output voltage of the DC output circuit via at least one a voltage divider that is effective for both types of steps won and switched against the output voltage of the discriminator, the one with a terminal via a timer with a compared to the step frequency the received telegraph characters large time constant to reference potential, z. B. earth is connected. In the circuit arrangement according to the invention So the output voltage of the discriminator is alternately switched against a signal, its amplitude according to size and rubbing of the target amplitude of the corresponding telegraphing step is equivalent to. If there is no direct current superimposition, then compensate each other according to the invention both voltages on the additionally arranged timing element, so that there is no control voltage can build. However, if the output voltage deviates due to a direct current superimposition of the discriminator depends on the nominal voltage, then it arises regardless of the type of step a differential voltage opposite to the direct current superposition, which is builds up in the capacitor of the timing element and with which the DC interference component is compensated. This control option is given because of the output amplitude of the discriminator in the steady state of the receiving arrangement as known can be assumed. A comparison amplitude can therefore be without special great effort can be provided using a voltage limiter element. The voltage limiter element here is in particular one operated in the zener range Zener diode advantageous, as this is the limitation without the aid of a voltage standard allows a defined tension.
Die der Erfindung zugrunde liegenden überlegungen gelten an sich nur für die eingeschwungenen Zustände des Empfangssignals. Die beim Umtasten auftretenden Einschwingvorgänge müssen an sich getrennt behandelt werden. Da aber bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung die Differenzspannung nicht momentan, sondern durch Integration gebildet wird, wobei für die Integration ein Zeitglied mit einer Zeitkonstante gewählt wird, die groß ist gegenüber der Dauer eines Telegrafierschrittes, so kann auch die Schaltungsanordnung ohne zusätzliche Korrektur für die Einschwingvorgänge verwendet werden, da, wie einfache Überlegungen zeigen, die störenden Integrationsanteile während derEinschwingvorgänge beim Fehlen einer Gleichstromkomponente zu einem Integral Null kompensiert werden. Ist hingegen eine Gleichstromkomponente vorhanden, so entstehen zusätzliche Spannung-Zeit-Produkte, die zum Aufbau der Regelspannung beitragen.The considerations on which the invention is based only apply per se for the steady state of the received signal. The ones that occur when keying Transient processes have to be treated separately. But there with the circuit arrangement according to the invention, the differential voltage is not instantaneously, but through integration is formed, a timing element with a time constant being selected for the integration which is large compared to the duration of a telegraphing step, so can the circuit arrangement is used for the transient processes without additional correction because, as simple considerations show, the disruptive integration components during the settling processes in the absence of a direct current component to an integral Zero to be compensated. If, on the other hand, a direct current component is present, then arise additional voltage-time products that contribute to the build-up of the control voltage.
Die Vergleichsspannung, die der Diskriminatorausgangsspannung entgegengerichtet wird, muß immer die Polarität und die Sollamplitude der Fernschreibzeichen haben. Gemäß einer besonders vorteilhaften Realisierung des Erfindungsgedankens wird diese Bezugsspannung unmittelbar von der Ausgangsspannung des Wechselstrom-Telegralle-Empfängers abgeleitet. Hierzu wird ein Spannungsteiler verwendet, der, wie schon erwähnt, in vorteilhafter Weise eine Zenerdiode als Amplitudenbegrenzerglied besitzt. Um die Begrenzung für die beiden möglichen Polaritäten möglichst gleich zu machen, wird hierbei gemäß einer vorteilhaften Ausbildungsform eine einzige Zenerdiode in der Diagonale einer Gleichrichterbrücke angeordnet, die mit der anderen Diagonale in dem Spannungsteiler liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Zenerdiode sowohl für Trerinstromzustand als auch für Gleichstromzustand in der richtigen Polung eingeschaltet ist. Selbstverständlich können aber auch in an sich bekannter Weise zwei Zenerdioden oder zwei anders ausgebildete Spannungsbegrenzerglieder innerhalb des Spannungsteilers vorgesehen werden.The comparison voltage that opposes the discriminator output voltage must always have the polarity and the nominal amplitude of the telex characters. According to a particularly advantageous implementation of the inventive concept, this Reference voltage directly from the output voltage of the AC Telegralle receiver derived. For this purpose, a voltage divider is used, which, as already mentioned, in advantageously has a Zener diode as an amplitude limiter element. To the To make the limitation for the two possible polarities as equal as possible Here, according to an advantageous embodiment, a single Zener diode in the Arranged diagonal of a rectifier bridge, which is connected to the other diagonal in the voltage divider. This ensures that the Zener diode for both Trerin current state as well as for direct current state switched on in the correct polarity is. Of course, however, two Zener diodes can also be used in a manner known per se or two differently designed voltage limiter elements within the voltage divider are provided.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Figur ist mit 1 der Kanalverstärker, mit 2 das Begrenzungsglied und mit 3 der Frequenzdemodulator bezeichnet. Zwischen den Ausgangskleminen A, A' ist der Belastungswidierstand RD angeschlossen. Zwischen der Ausgangsklemme A' und dem Bezugspunkt, z. B. Erde, liegt ein Kondensator großer Kapazität C, während von der anderen Klemme A unmittelbar die Ausgangsschaltung 4 gesteuert wird.Further details of the invention are explained using the exemplary embodiment shown in the drawing. In the figure, 1 denotes the channel amplifier, 2 denotes the limiting element and 3 denotes the frequency demodulator. The load resistor RD is connected between the output terminals A, A '. Between the output terminal A ' and the reference point, e.g. B. earth, there is a large capacitance capacitor C, while the output circuit 4 is controlled directly from the other terminal A.
Von der Ausgangsschaltung 4, und zwar von der Klemme, die nicht auf Bezugspotential gehalten werden soll, wird über den aus den Widerständen RB und der in einer Dioderibrücke angeordneten Zenerdiode Z bestehende Spannungsteiler gespeist, von dem die Bezugsspannung abgeleitet wird, die der Ausgangsspannung des Diskriminators 3 entgegengeschaltet ist. Besteht zwischen den Punkten B am Spannung#teiler und dem Punkt A der Ausgangsklemme des Diskriminators 3 eine Spannungsdifferenz infolge einer überlagerten Gleichstromstörung, so lädt diese Spannungsdifferenz den Kondensator C über den LadewiderstandRL auf, so lange bis die Kondensatorspannung der überlagerten Störspannung entgegengesetzt gleich groß ist. Sobald der Kondensator eine entsprechende Ladung erreicht hat, ist die am PunktA auftretende Steuerspannung wieder geeignet die Ausgangsschaltung 4 verzerrungsfrei zu steuern. Die Kapazität des Kondensators C ist so groß, daß die zur Steuerung der Ausgangsschaltung notwendige Stromentnahme seine Spannung nicht merklich ändert. Die Ladezeitkonstante kann durch die Bemessung des Widerstandes RL entsprechend eingestellt werden. Hierzu kann natürlich der Widerstand RL als Regelwiderstand ausgebildet sein.From the output circuit 4, namely from the terminal that is not to be kept at reference potential, is fed via the voltage divider consisting of the resistors RB and the Zener diode Z arranged in a diode bridge, from which the reference voltage is derived, which is the output voltage of the discriminator 3 is switched in the opposite direction. If there is a voltage difference between points B at the voltage divider and point A of the output terminal of the discriminator 3 as a result of a superimposed direct current interference, this voltage difference charges the capacitor C via the charging resistor RL until the capacitor voltage is the opposite of the superimposed interference voltage. As soon as the capacitor has reached a corresponding charge, the control voltage occurring at point A is again suitable for controlling the output circuit 4 without distortion. The capacitance of the capacitor C is so large that the current consumption required to control the output circuit does not noticeably change its voltage. The charging time constant can be set accordingly by dimensioning the resistor RL. For this purpose, the resistor RL can of course be designed as a control resistor.
Im Rahmen der Erfindung kann die Schaltungsanordnung nach der Erfindung selbstverständlich in verschiedener Weise abgewandelt bzw. ergänzt werden. Bei der beispielsweisen Darstellung einer Schaltungsausfü.hrung in der Zeichnung sind lediglich die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile wiedergegeben. So kann beispielsweise im Rahmen des Spannungsteilers mindestens ein Potentiometer vorgesehen werden, mit dem die Bezugsspannung fein eingestellt werden kann, so daß sie der Ausgangsspannung des Diskriminators beim Fehlen einer Gleichstrornüberlagerung möglichst genau entspricht. Hierzu können gegebenenfalls innerhalb der Schaltung ein- und ausschaltbare Vergleichsinstrumente usw. vorgesehen werden. In manchen Fällen ist es auch zweckmäßig die Bezugsspannung abschaltbar zu machen um bei Mitschreibeschaltungen usw. unmittelbar vom Diskriminatorausgang die Ausgangsschaltung steuern zu können. In diesem Fall muß lediglich zwischen dem Spannungsteiler und dem Diskriminator aufgetrennt und der Kondensator C überbrückt werden.Within the scope of the invention, the circuit arrangement according to the invention can of course be modified or supplemented in various ways. In the exemplary representation of a circuit design in the drawing, only the parts necessary for understanding the invention are reproduced. For example, at least one potentiometer can be provided within the scope of the voltage divider, with which the reference voltage can be finely adjusted so that it corresponds as precisely as possible to the output voltage of the discriminator in the absence of direct current superimposition. For this purpose, comparison instruments, etc. that can be switched on and off can be provided within the circuit. In some cases it is also advisable to switch off the reference voltage in order to be able to control the output circuit directly from the discriminator output in the case of write-down circuits etc. In this case, the voltage divider and the discriminator only have to be separated and the capacitor C bridged.
Claims (2)
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Cited By (1)
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EP0016256A1 (en) * | 1978-12-19 | 1980-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit arrangement for correcting the step distortions during the transmission of data with frequency modulation |
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1963
- 1963-10-17 NL NL299391A patent/NL143773B/en unknown
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Also Published As
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NL143773B (en) | 1974-10-15 |
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