DE1226139B - Schaltungsanordnung zur Regenerierung fuer uebertragene Fernschreibsignale - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H 04 b

H 041

Deutsche Kl.: 21 al - 7/01

Nummer: 1226139

Aktenzeichen: K 58237 VIII a/21 al

Anmeldetag: 25. Januar 1966

Auslegetag· 6. Oktober 1966

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regenerierung für übertragene Fernschreibsignale.

Bei üblichen Übertragungssystemen für Fernschreibsignale ist es zur exakten Feststellung eines über- S tragenen Fernschreibsignals mit einer maximalen Modulationsfrequenz von W/2 Hz erforderlich, ein Übertragungsband von mehr als W Hz zu wählen. ■Bekanntermaßen kann nun eine Welle, die mittels einer Rechteckwelle frequenzmoduliert ist, durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

2 m \ 1 . I mn\ e = — sm costüi

π [m² \ 2 /

H cos——{cos (ω—p)t — cos (ω + ρ) t)

m²—l \ 2 )

1 . lmn\, , „ . ,
sm Wcos(eo—2p)t—cos(

m² — 2² \ 2 J

wobei ω die Kreisfrequenz der Trägerwelle, m der Modulationsfaktor (Af12p), Af die Verschiebungsfrequenz und/? die Kreisfrequenz der Rechteckwelle ist. • Proportional zum Anstieg der Modulationsfrequenz (ρ/2π) werden dabei auch die entsprechenden Frequenzabstände zwischen benachbarten Spektren der Seitenkomponente, die eine Kreisfrequenz mit Werten von (φ — ρ), (ω + ρ), (ω — 2p), (ω + 2p) ... aufweisen, vergrößert. Wenn nun die Modulationsfrequenz (υ/2π = WHz) größer als die halbe Bandbreite des Übertragungskanals ist, kann ein Spektrum der Seitenbandkomponenten nicht übertragen werden. Dabei ist nämlich die Trägerfrequenz nur in der übertragenen Welle enthalten, so daß die übertragene Rechteckwelle mit den üblichen Regeneriersystemen nicht entzerrt werden kann. Ein Fernschreibsignal, beispielsweise ein fünfschrittiger Code oder ein siebenschrittiger Code, enthält üblicherweise Spektren einer Modulationsfrequenz, die einem Vielfachen der Frequenz des Codeelementes entspricht. Demgemäß werden diejenigen Codeelemente, deren Polarität sich abwechselnd ändert, zuerst gestört, und zwar in Abhängigkeit vom Abfall ihrer Bandbreite, da die Frequenz eines Codeelementes der höchsten Modulationsfrequenz entspricht.

Ziel der Erfindung ist ein Regenerationssystem für empfangene Fernschreibsignale, die durch ein Fernschreibband übermittelt worden sind, das schmaler ist, als dem Zweifachen der höchsten Fernschreibmodulationsfrequenz des Signals entspricht.

Gemäß der Erfindung wird diese Regenerierung Schaltungsanordnung zur Regenerierung für
übertragene Fernschreibsignale

Anmelder:

Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha,

Tokio-To

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:
Koji Tadenuma, Tokio-To

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 25. Januar 1965 (3652)

erreicht durch einen Oszillator zur Erzeugung einer

«5 Rechteckwelle, dessen Frequenz im wesentlichen gleich der Frequenz der Codeelemente des übertragenen Fernschreibsignals ist, und durch einen Steuerkreis, der dann, wenn der Pegelhöhendetektor feststellt, daß der Augenblickspegel den Pegelbereich nicht überschreitet, den Oszillator zu Schwingungen anregt und dann, wenn der Detektor feststellt, daß der Augenblickpsegel den Pegelbereich überschreitet, den Oszillator zu einer Änderung der Rechteckwelle veranlaßt, und zwar gemäß der Polarität des jeweiligen

Überhöhenpegels, wodurch der Oszillator ein regeneriertes Fernschreibsignal abgibt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der Beschreibung erläutert. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung eines Rechteckwellenoszillators und eines Steuerkreises nach der Erfindung und

F i g. 3 Wellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise des in F i g. 1 dargestellten Systems.

Zunächst sollen an Hand der F i g. 1 und 3 die Grundlagen der Erfindung dargelegt werden. Die Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 1 enthält einen Rechteckwellenoszillator 4, einen Pegelhöhendetektor 3 a und 3 b sowie Steuerglieder 5 a und 5 b. Es

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soll angenommen werden, daß ein Fernschreibsignal V₁ sistoren TV₃ und TV₄ verbunden sind, ihren Wert

(F i g. 3) mit W Baud über ein Fernschreibband über- entsprechend erhöhen bzw. erniedrigen,

tragen wird, das enger ist als Wß Hz, und daß dieses Entsprechend werden die Basis-Emitter-Strecken

Signal empfangen und als Welle F₂ auf die Eingangs- PH₁ und PH₂ der Transistoren TV₁und TV₂ so bemessen,

klemme 1 gegen wird. Die Codeelemente E₃, E₁, E₅ 5 daß sie (insbesondere mittels des Nebenkreises R₃, C₃)

und E₁₁ der Welle F₁ werden mit einer Frequenz von durch die Wellen F₃ und V₁, welche an den Klemmen5.a

Wß Hz moduliert, und das modulierte Signal kann und 5b ankommen, geöffnet oder geschlossen werden,

nicht über das Übertragungsband {Wß Hz) über- Nur dann, wenn sowohl die Strecke PH₁ als auch

tragen werden, so daß die Augenblickspegel der über- die Strecke PH₂ offen ist, arbeitet der Oszillator 4a,

tragenen Welle F₂, weiche diesen Codeelementen io und zwar als instabiler Multivibrator, der die Polarität

entsprechen, Null sind, wie in F i g. 3 gezeigt. Die seines Ausgangs ändert, und zwar mit einer Frequenz,

übertragene Welle F₂ wird auf den Pegelhöhendetektor welche durch den Wert der Zeitkonstantenkreise A₁,

3a und 3b gegeben, der beispielsweise aus zwei C₁ bzw. R₂, C₂ festgelegt wird. Wenn dagegen eine

Triggerkreisen 3a und 3b besteht. Diese Kreise 3c der Strecken PH₁ und PH₂ geschlossen ist, so wird

und 3b weisen Triggerpegel Va und Vb auf und stellen 15 die Schwingung des Oszillators 4a unterbrochen,

fest, ob der Augenblickspegelej des übertragenen und die Polarität des Ausgangs des Oszillators4a

Fernsehreibsignals F₂ einen vorbestimmten Pegel- wechselt in den positiven oder negativen Zustand

bereich Va-Vb überschreitet oder nicht. Die über- über, je nach dem alternativen »Schließzustand« der

tragene Welle V₂ wird durch die Triggerkreise 3 a Strecke PH₁ oder PH₂.

und 3b in Rechteckwellen F₃ und F₄ umgesetzt, die 20 Die Betriebsweise des Oszillators 4a soll nun "an

über die Klemmen 5a und 5b auf den Rechteck- Hand von Fig. 3 näher beschrieben werden,
wellenoszillator 4 gegeben werden. Die Polarität der

Wellen· F₃ und F₄ zeigt die Polarität des über den 1. Zeitintervall t₀ bis i,- : .
Bereich Va-Vb hinausgehenden Überschußpegels der

Welle V₂ an. Das heißt, die Zeitspannen t₂ bis t₃, 25 Die Polarität der Welle F₄ ist ausschließlich positiv, t_e bis i₈ und ?₁₄ bis t₁₅ entsprechen positiver, die _;und dieses positive Potential wird auf die Klemme 5 b Zeitspannen /„.bis I₁, t₉ bis t_n und i₁₂ bis i₁₄ negativer gegeben. Da die Basis des Transistors Tr₄ positiv Polarität des Überhöhungspegels. Die Frequenz des wird, verläuft die Durchlaßstrecke PH des Tran-Oszillators 4 ist im wesentlichen gleich der Frequenz sistors TV₄ durch den niedrigen Widerstand, durch der Codeelemente des übertragenen Fernschreib- 30 welchen die Basis des Transistors Tr₂ mit dem Erdsignals V₂ und wird durch die Ausgänge 5a und 5b des potential verbunden ist. Demgemäß wird der Tran-Pegelhöhendetektors 3a und 3b gesteuert. Der sistor TV₂ durch die Nebenspannung über den Neben-Oszillator 4 arbeitet unter den folgenden Bedingungen: kreis R₃,'C₃ gesperrt,' und ein StTOmZ₁ von einer

1. Wenn der Pegelhöhendetektor 3 a und 3 b fest- Stromquelle +E kann nur durch den Transistor Tr₁ stellt, daß der Augenblickspegel e% der Welle F₂ 35 fließen.

den Pegelbereich Va-Vb nicht mehr als die Als Ergebnis der Pdtentialdifferenz über einen

DauerT des Codeleementes E₁, E₂ ... E₁₁ ... Widerstand^ wird die Polarität des Ausgangs F₆

überschreitet, erzeugt der Oszillator 4 eine Recht- negativ.

eckwelle F₅ mit einer Frequenz Wß des Code- 2. Zeitintervall i_x bis t₂ " ';

elementes des übertragenen Fernschreibsignals F₂. 4° . . . :

2. Wenn der Pegelhöhendetektor 3a und 3b fest- D* Polarität der Welle V₄ wird zur Zeit _h negativ, stellt, daß der Augenblickspegel e, den Pegel- ^Da ***?.*?¥*% ?P^aif™g Jn Transistor TV₄ bereich Va-Vb übersteigt, so ändert der Oszillator ⁸P^.' ^ das. Basispotential des Transistors TV.₂ die Polarität der Rechteckwelle F₆ gemäß der plotzhch an Da m diesem FaH das Kollektorpotential Polarität des Überhöhungspegels. ^4S J⁸ Transistors Tr₂ hoch, das Kollektorpotential des

⁶^⁶ Transistors Tr₁ dagegen niedrig ist, wird der Strom

Durch Kombination dieser Operationen 1 und 2 von der Quelle +E in den Transistor TV₂ geleitet,

wird eine regenerierte Welle F₆ an den Ausgangs- Demgemäß wird der Transistor TV₂ leitend und der

klemmen 2 des Oszillators 4 erhalten, welche dem Transistor Tr₁ gesperrt (in den nichtleitenden Zustand

übertragenen Fernschreibsignal F₁ entspricht. 50 versetzt).

Ein Beispiel eines Rechteckwellenoszillators 4 ist in Als Ergebnis dieser "Vorgänge steigt das Kollektor-F i g. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform bilden potential des Transistors Tr₁ schnell an. Da diese die Transistoren TV₁ und TV₂ einen Multivibrator 4 a, Vorgänge gleichzeitig stattfinden, tritt der abrupte und zwar zusammen mit Zeitkonstantenkreisen, deren Abstieg der Kollektorspannung des Transistors TV₁ jeder aus einem Widerstand .R₁ bzw. R₂ und einem 55 gleichzeitig dem Übergangsmoment (J₁) der Welle F₄ Kondensator C₁ bzw. C₂ besteht, sowie einem Neben- (nach positiv oder negativ) auf.
kreis, der aus einem Widerstand R₃ und einem In diesem Zeitintervall t_x bis t₂ wird die Polarität Kondensator C₃ besteht. Die Klemme 2a (bzw. 2b) des Ausgangs F₆ positiv, und zwar bis zum Zeitpunkt t₂, ist die Ausgangsklemme des Multivibrators 4 α zur da die Zeitspanne t_x bis t₂ kürzer ist als die Anstiegs-Ableitung der Rechteckwelle F₆. Die Kollektoren 60 konstanter des Zeitkonstantenkreises R₁, C₁; R₂, C₂. von Transistoren TV₃ und TV₄ sind entsprechend mit . .
der Basis (Steuerelektrode) der Transistoren Tr₁ und ³· Z^eitmterv^a11 h bis t₃ Tr₂ verbunden, und die Emitter der Transistoren TV₃ Die Polarität nur der Welle F₃ wird positiv zum und TV₄ liegen am Erdpotential. Die Widerstände der Zeitpunkt t₂. Dieses positive Potential wird auf die Kollektor-Emitter-Strecken PH₃ und PiZ₄ der Tran- 05 Klemme 5 a gegeben und erniedrigt den Widerstand sistoren Tr₃ und TV₄ sind so bemessen, daß sie beim der Strecke PH₃. Dieser niedrige Widerstand verur-Aufprägen der Wellen F₃ und F₄ auf Klemmen 5 a sacht, daß der Transistor TV₁ gesperrt wird. Das Aus_r und 5b, die entsprechend mit den Basen der Tran- gangspotential F₆ wird jedoch nicht geändert, da der

Transistor Tr₁
worden ist.

zum Zeitpunkt Z₁ ebenfalls gesperrt 4. Zeitpunkt Z₃

IO

Die Polarität der Welle F₃ wird zum Zeitpunkt t_s negativ. Da diese negative Spannung den Transistor Tr₃ sperrt, wird das Basispotential des Transistors 7V₁ wiederum abrupt ansteigen. Da das Kollektorpotentail des Transistors 7V₁ hoch, das Kollektorpotential des Transistors 7V₂ dagegen niedrig ist, wird der Strom von der Quelle +E in den Transistor 7V₁ gelangen.

Demgemäß wird der Transistor Tr₁ leitend und der Transistor Tr₂ nichtleitend. Daraus ergibt sich, daß das Kollektorpotential des Transistors 7V₁ gleichzeitig mit dem Endzeitpunkt t₃ des positiven Potentials der Welle F₃ abfällt.

5. Zeitintervall U bis U

10. Zeitpunkt t₁₂

a) Die Zeitspanne t_n bis ?₁₂ sei gleich oder kleiner als die Zeitspanne T: Gleichzeitig mit dem Übergang der Welle F₄ von negativ zu positiv wird der leitende Zustand vom Transistor TV₂ wieder auf den Transistor 7V₁ übergehen.

b) Die Zeitspanne vom Zeitpunkt t_n zum Übergangszeitpunkt Z₁₂ sei größer als die Zeitspanne T: In der Zeitspanne I₁₁ bis t_12a arbeitet der Oszillator Aa als instabiler Multivibrator. Demgemäß geht der leitende Zustand zum Zeitpunkt Z₁₂ entsprechend dem Übergangszeitpunkt des Oszillators Aa vom Transistor TV₂ auf den Transistor 7V₁ über. Zum Zeitpunkt t_12a ändert sich die Polarität des Ausgangs F₆ des Oszillators Aa nicht.

11. Zeitintervall Z₁₂ bis i_J4

In diesem Intervall sind beide Ausgänge F₃ und F₄ 20 Der Vorgang während dieser Zeitspanne ist der negativ. Diese negativen Potentiale verursachen, daß gleiche wie in der Zeitspanne t₉ bis t_n. die Widerstände der Strecken PH₃ und PA₄ so hoch sind, daß der Oszillator Aa als instabiler Multivibrator arbeitet und eine Rechteckwelle F₆ erzeugt, deren Impulsfolge proportional der Summe der Zeitkon- 25 in der Zeitspanne Z₁ bis Z₂.

stanten C₁, R₁ und R₂ und C₂ ist.

13. Zeitpunkt t₁₅

6. Zeitintervall i„ bis Z₈ -. _ΛΤ ,. „ .. , . . . , , . ,

Der Vorgang zu diesem Zeitpunkt ist der gleiche

12. Zeitintervall Z₁₄ bis Z₁₅
Der Vorgang in dieser Zeitspanne ist der gleiche wie

Zur Zeit Z₆ wird die Polarität der Welle F₃ sich nach positiv ändern, so daß die Strecke PTi₃ einen niedrigen Widerstand annimmt. Demgemäß wird der Transistor 7V₁ in den nichtleitenden Zustand versetzt, während der Transistor Tr₂ leitend wird. Daraus ergibt sich, daß der Ausgang F₆ positives Potential annimmt, und zwar von der Zeit Z₆ bis zur Zeit Z₈. In dieser Zeitspanne Z₆ bis Z₈ ist der Oszillator Aa somit außer Betrieb. Zum Zeitpunkt Z₈ wird dann der leitende Zustand vom Transistor Tr₂ auf den Transistor 7V₁ überwechseln, wie bezüglich des Zeitpunktes Z₃ bereits beschrieben worden ist.

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7. Zeitintervall Z₈ bis Z₉

Der Vorgang während dieser Zeitspanne ist der gleiche wie derjenige während der Zeitspanne Z₁ bis t₂. wie in der Zeitspanne t₂ bis t₃.

Ein übertragenes Fernschreibsignal, das auf die übliche Weise bezüglich seiner Störungen und Verzerrungen der Wellenform nicht regeneriert werden konnte, kann nun mit dem System nach der Erfindung vollständig regeneriert werden, so daß es möglich ist, über ein begrenztes Fernschreibband ein Fernschreibsignal zu übertragen, das mit einer Frequenz moduliert ist, welche das Doppelte einer Modulationsfrequenz in einem üblichen System übersteigt. In anderen Worten: Ein Fernschreibsignal, das durch ein Fernschreibband übertragen worden ist, welches kleiner ist, als der halben Hauptbreite eines üblichen Systems entspricht, kann durch das Regenerierungssystem nach der Erfindung vollständig regeneriert werden. Die Erfindung erbringt damit einen beträchtlichen technischen Fortschritt, da eine besonders wirtschaftliche Übertragung von Fernschreibsignalen durchgeführt werden kann.

Der Pegelbereich kann in einer beliebigen Zone gewählt werden, beispielsweise in einer Zone positiver

8. Zeitpunkt Z₉

Die Polarität nur der Welle F₄ wird zum Zeitpunkt Z₉ positiv. Dieses positive Potential wird auf die Klemme 5 b gegeben und erniedrigt den Widerstand der Strecke PH₁. Dieser niedrige Widerstand 50 oder negativer Spannung, wiederum verursacht, daß der Transistor 7V₂ in den Mit der Erfindung ist es möglich, nicht nur bei

nichtleitenden Zustand versetzt wird. Der Ausgang F₆ Übertragungen mit Frequenzmodulation, sondern ändert sich jedoch nicht, da der Transistor 7V₂ sich zum Zeitpunkt Z₈ bereits in dem nichtleitenden

auch bei anderen Fernschreibübertragungsarten, beispielsweise bei einer Übertragung mit Ämplituden-

Zustand befindet. Dieser Zustand dauert von dem 55 modulation oder Gleichstrommodulation, eine voll-Zeitpunkt Z₈ bis zu dem Zeitpunkt Z₁₁ an. ständige Regenerierung durchzuführen.

9. Zeitpunkt Z₁₁

Zum Zeitpunkt Z₁₁, da die Polarität der Welle F₄ negativ wird, nimmt der Transistor TV₄ den nichtleitenden Zustand an und die Strecke PH^ einen hohen Widerstand. Dies hat aber zur Folge, daß das Basispotential des Transistors Tr₂ abrupt ansteigt, wodurch auf den Transistor Tr₂ ein Strom Z₂ gelangt. Demgemäß wechselt nun der leitende Zustand vom Transistor 7V₁ zum Transistor Tr₂ über. Dieser Zustand dauert bis zum Zeitpunkt Z₁₂ an.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Regenerierung für übertragene Fernschreibsignale mit einem Pegelhöhendetektor zur Feststellung, ob der Aügenblickspegel des übertragenen Fernschreibsignals einen vorbestimmten Pegelbereich übersteigt oder nicht, und zur Feststellung der Polarität des Überhöhungspegels des übertragenen Fernschreibsignals über den Pegelbereich hinaus, gekennzeichnet durch einen Oszillator (4, Ad) zur Erzeugung einer Rechteckwelle, dessen Frequenz

im wesentlichen gleich der Frequenz der Codeelemente des übertragenen Fernschreibsignals ist, und durch einen Steuerkreis (5, 5a, Sb), der dann, wenn der Pegelhöhendetektor (3 a, 36) feststellt, daß der Augenblickspegel den Pegelbereich nicht überschreitet, den Oszillator (4, 4 a) zu Schwingungen anregt und dann, wenn der Detektor (3 a, 3 b) feststellt, daß der Augenblickspegel den Pegelbereich überschreitet, den Oszillator (4, 4 a) zu einer Änderung der Polarität der Rechteckwelle veranlaßt, und zwar gemäß der Polarität des

jeweiligen Überhöhungspegels, wodurch der Oszillator (4, 4 a) ein regeneriertes Fernschreibsignal abgibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Oszillator (4, 4a) aus einem instabilen Multivibrator besteht und daß der Steuerkreis zwei steuerbare Impedanzen aufweist, die mit den Steuerelektroden aktiver Schaltelemente des instabilen Multivibrators verbunden sind, wobei die beiden Impedanzen durch den Pegelhöhendetektor gesteuert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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