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übertragungssystem mit mehreren Übertragungsstrecken für impulsförmige
Informationssignale Bei übertragungssystemen mit mehreren Übertragungsstrecken für
impulsförmige Informationssignale mit einer charakteristischen Folgefrequenz ist
es bekannt, an Abzweigpunkten die Informationssignale der einzelnen Strecken, die
auf Grund unterschiedlicher übertragungsbedingungen nicht mehr synchron zueinander
sind, in ihrer Frequenz und Phasenlage wieder aneinander anzugleichen, um im Abzweigpunkt
einen Übergang der Informationssignale zwischen den Strecken zu ermöglichen. Dazu
wird bei bekannten Anlagen von dem Informationssignal einer willkürlich gewählten
Strecke ein impulsförmiges Synchronisiersignal abgeleitet, und die Inforinationssignale
aller anderen Strecken werden mit Bezug auf dieses Synchronisiersignal zeitlich
neu ausgerichtet.
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Dabei tritt der Nachteil auf, daß ein Ausfall der Informationssignale
auf der gewählten Strecke die Synchronisierung im Abzweigpunkt außer Betrieb setzt.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Gewinnung des Synchronisiersignals
die Informationssignale paarweise unter Bildung des Mittelwertes für jedes Paar
zusammenzufassen und dann gegebenenfalls die Mittelwertsignale erneut paarweise
zu kombinieren. Bei einer größeren Zahl von übertragungsstrecken ist eine solche
Anordnung aufwendig, da für jede Mittelwertbildung die entsprechenden Einrichtungen
vorhanden sein müssen.
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.Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der
erläuterten Nachteile eine einfache und zuverlässige Synchronisierung der impulsförmigen
Informationssignale im Abzweigpunkt zu erreichen.
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Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst.
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Da die Inforinationssignale aller Strecken zur Bildung der Steuerimpulse
herangezogen werden, ist die Synchronisierung im Abzweigpunkt auch bei einem Ausfall
einzelner Informationssignale sichergestellt. Wegen der Mittelwertbildung mit Hilfe
des Bandpaßfilters sind außerdem die Steuerimpulse besser an die Informationssignale
angepaßt, und es treten keine zu großen Phasenfehler auf.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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# An Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels soll
die Erfindung nachfolgend noch näher erläutert werden.
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Die Figur zeigt die Einrichtungen eines Abzweigpunktes für hochfrequente
Impulsinformationssignale. Insbesondere kann es sich dabei um pulskodemodulierte
Informationen einer Vielzahl von Kanälen handeln, die im Zeitmultiplex-Verfahren
einem hochfrequenten Träger zur Übertragung aufmoduliert sind. Die Erfindung kann
jedoch ebenfalls bei einem Grundband-Pulskodesystem angewendet werden. Die Signale
10 einer von West nach Ost verlaufenden Strecke und die Signale
11 einer von Nord nach Süd
verlaufenden Strecke werden von den Antennen
12 aufgefangen, die die erste Stufe identischer, in der Zeichnung stark ausgezogener
Signalwege darstellen. Die aufgefangenen Signale 10 werden, wenn man die
Strecke West-Ost als Beispiel betrachtet, einem noch zu erläuterten Verzögerungsglied
14 mit veränderlicher Verzögerung zugeführt und anschließend einem Verstärker
16. Vom Verstärker 16 läuft das Informationssignal zu einer Synchronisierschaltung
20.
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Am Ausgang des -Verstärkers 16 entnimmt ein Richtungskoppler
18 einen Teil des Informationssignals und führt es einem Hüllkurven-Detektor
26 zu. Am Ausgang des Detektors 26 stehen die demodulierten Grundbandimpulse
zur Verfügung, die gemeinsam mit den auf die gleiche Weise abgeleiteten Impulsen
der Strecke Nord-Süd einem Bandpaßfilter 34 hoher Güte zugeführt werden. Das Bandpaßfilter
34
läßt die charakteristische Folgefrequenz der Informationssignale durch. Am Ausgang
des Bandpaßfilters 34 entsteht ein Steuersignal, das durch eine 34 läßt die charakteristische
Folgefrequenz der In-Addition der Folgefrequenzanteile aus den beiden Strecken gebildet
ist. Es tragen also die Informationssignale beider übertragungsstrecken zu dem Steuersignal
bei, so daß auch bei einem Ausfall eines Informationssignals das Steuersignal vorhanden
bleibt.
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Unter charakteristische Folgefrequenz soll hier die Anzahl von Impulsen
je Sekunde verstanden werden, die dann auftritt, wenn in jeder Zeitlage des
pulskodierten Signals ein Impuls vorhanden ist.
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Das Steuersignal wird einer Einrichtung 36 zur Beeinflussung
der Kurvenform zugeführt. Am Ausgang liefert die Einrichtung 36 Steuerimpulse
einer bestimmten Kurvenform.
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Bei,-zahireichen.Imi)ulskode-Systemen hat es sich beispielsweise als
wünschenswert herausgestellt, Steuerimpulse mit angehobener Kosinusform zu verwenden.
Zur Erzeugung solcher Steuerimpulse sind in der Einrichtung 36 ein Spitzenbegrenzer
44, ein Bandpaßfilter 46 hoher Güte und ein Grundbegrenzer in Reihe geschaltet.
Der Spitzenbegrenzer 44 beseitigt etwaige Amplitudenänderungen des Steuersignals,
und das Bandpaßfilter 46 sperrt die bei der Begrenzung entstandenen Harmonischen.
Der Grundbegrenzer 48 erzeugt aus dem Ausgangssignal des Bandpaßfilters 46 die Steuerimpulse
mit angehobener Kosinusform. Beispiele für den Aufbau der Begrenzer 44 und 48 sind
im Abschnitt 4-3 einer Veröffentlichung von Millman und Taub, »Pulse and Digital
Circuits«, McGraw-Hill Book Company, Incorporated, 1956,
erläutert.
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Die von der Einrichtung 36 gelieferten Steuerimpulse werden
der Synchronisierschaltung 20 über ein Verzögerungsglied 32 mit fester Verzögerung
zugeführt. Der Zweck des Verzögerungsgliedes 32 besteht darin, die Steuerimpulse
mit Bezug auf die der Synchronisierschaltung 20 zugeführten Informationsimpulse
stetig auszurichten.
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In der Synchronisierschaltung 20 werden die Informationsimpulse mit
Hilfe der Steuerimpulse zeit-Ech neu ausgerichtet. Die Synchronisierschaltung 20
enthält außerdem eine Impulsregenerierschaltung. Ein Beispiel für den Aufbau der
Synchronisierschaltung 20 ist in der USA.-Patentschrift 2 868 965 beschrieben.
Die regenerierten Informationsimpulse durchlaufen einen Verstärker22 und gehen dann
zu der als Block dargestellten Multiplexschaltung 40.
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Die Informationsmipulse der Strecke Nord-Süd werden der Multiplexschaltung
40 auf die gleiche Weise zugeführt. Da für beide Informationssignale die gleichen
Steuerimpulse verwendet werden, treten die Informationssignale in der Multiplexschaltung
40 synchron auf, so daß ein Austausch von Kanälen der beiden übertragungsstrecken
möglich ist. Anschließend werden die Informationssignale 42 und 43 der beiden Strecken
von entsprechenden Sendeantennen 24 wieder abgestrahlt.
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Das vom Bandpaßfilter 34 abgegebene Steuersignal ist eine Sinusschwingung
mit der charakteristischen Folgefrequenz, deren Phasenlage gleich dem mittleren
Phasenunterschied zwischen den charakteristischen Folgefrequenzanteilen der Informationsinipulse
auf den beiden übertragungsstrecken ist. Das ergibt sich aus dem bekannten trigonometrischen
Zusammenhang, gemäß dem die Summe von zwei Sinusschwingungen gleicher Frequenz,
aber unterschiedlicher Phasenlage, eine Sinusschwingung gleicher Frequenz ist, deren
Phasenlage mit Bezug auf die Teilschwingungen gleich der halben Phasendifferenz
zwischen ihnen ist. Es wird dazu auf die Veröffentlichung von Frederic H. Miller,
»College Algebra and Trigonometric«, John Willey and Sons, Inc., 1945, Kapitel
6, Abschnitt 39, Gleichung (7),
hingewiesen. Es besteht folglich
eine Beschränkung für das übertragungssystem dahingehend, daß die charakteristische
Folgefrequenz der impulsförinigen Informationssignale auf den Übertragungsstrecken
identisch sein muß.
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Das übertragungssystem kann jede beliebige Anzahl von übertragungsstrecken
umfassen, ohne daß die oben erläuterten Vorteile verlorengehen. Wenn jedoch aus
irgendeinem Grund Steuerimpulse mit einer richtig berechneten mittleren oder arithmetischen
Phasenlage gewünscht wird, sollte die Anzahl der beteiligten Strecken eine ganzzahlige
Potenz von 2 sein, also 2, 4, 8, 16 usw. betragen.
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Auf Grund des Steuersignals, das zumindest den Phasenzusammenhang
der Informationssignale auf allen Übertragungsstrecken anzeigt, wird die zeitliche
Ausrichtung zwischen den Steuerimpulsen und den Informationsünpulsen jeder Strecke
verbessert.
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Eine weitere Verbesserung läßt sich mit Hilfe einer Steuerschaltung
erreichen, die in jede übertragungsstrecke eine veränderliche Verzögerung unter
Verwendung von Verzögerungsgliedem 14 einführt. Dazu wird für jede Strecke ein Teil
des vom Hüllkurvendetektor gelieferten Signals bezüglich seiner Phasenlage in einem
Phasendetektor 28 mit den von der Einrichtung 36 erzeugten Steuerimpulsen
verglichen. Das sich ergebende Phasenvergleichssignal steuert über die Leitung
30 das veränderliche Verzögerungsglied 14. 117 Die dadurch bewirkte Korrektur
besteht aus zwei Teilen. Zum einen wird eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen den
Informations- und Steuerimpulsen korrigiert, die durch schnelle Änderungen der Impulspositionen
der Informationsimpulse entsteht und »Zeittanzen« genannt wird. Diese Ausrichtfehler
treten infolge eines zu langsamen Ansprechens des Bandpaßfilters 34 auf das Zeittanzen
ein und ist bei früheren Anlagen unter Verwendung eines Bandpaßfilters beobachtet
worden, bei denen das Steuersignal aus einem einzigen Informationssignal abgeleitet
wird. Zum anderen werden Ausrichtfehler zwischen den Steuerimpulsen und den einzelnen
Informationsimpulsen beseitigt, die auf Grund der Tatsache auftreten, daß die Steuerimpulse
nicht aus den Informationsimpulsen einer einzigen Strecke abgeleitet werden, sondern
den Mittelwert der Informationsimpulse einer Vielzahl von übertragungsstrecken darstellen.
Dies ist kennzeichnend für die erfindungsgemäße Anwendung eines Bandpaßfilters.
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Die Funktion des veränderlichen Verzögerungsgliedes 14 und des Verstärkers
16 kann auch von einer Wanderfeldröhre übernommen werden. In diesem Fall
wird die Spannung zwischen der Wendel und der Kathode der Wanderfeldröhre gesteuert
und damit die Verzögerung des die Röhre durchlaufenden Signals geändert.
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Der Phasendetektor 28 kann mit Vorteil entsprechend der in
den F i g. 12 bis 14 der Veröffentlichung »Electronie Instruments«, Radiation
Laboratory Series, Band 21, McGraw-Hill Book Company,
Incorporated,
1948, beschriebenen Schaltung aufgebaut sein. In diesem Fall läßt sich die Ausgangsspannung
des Hüllkurvendetektors als Fehlersignal und die Steuerimpulse als Bezugsspannung
verwenden.