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Modulatorschaltungsanordnung zur Eintastung von Wahlfrequenzen in
Nachrichtenübertragungssysteme Die Erfindung betrifft eine Modulatorschaltungsanordnung
zur Eintastung von Signalfrequenzen, insbesondere von Wahlfrequenzen, in Nachrichtenübertragungssysteme,
bei der ein Signalfrequenzeingang und mindestens ein Signaleingang vorgesehen sind.
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Zur Eintastung von Wahlfrequenzen in Nachrichtenübertragungs,systeme
bedient man sich Gegentaktmodulatoren. Bei diesen erfolgt im allgemeinen die Durchschaltung
der Signalfrequenz immer dann, wenn an ihren Signaleingängen ein bestimmtes Potential,
meistens Erdpotential, angelegt wird. Bei den modernen Nachrichtenübertragungssystemen
ist neben der Wählzeichenübertragung auch eine automatische überwachung vorgesehen.
Es ergibt sich daher die Notwendigkeit sowohl die Signalfrequenz für die Wählzeichenübertragung
als auch die Signalfrequenz für die überwachung gleichzeitig, jedoch mit unterschiedlichem
Pegel, in diese Nachrichtenübertragungssysteme einzutasten. Bei bekannten Eintastschaltungen
müssen entweder zwei vollständige Gegentaktmodulatoren mit zwei Signaladern verwendet
werden, oder aber es werden am Signaleingang positive Gleichspannungen benötigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Modulatorschaltungsanordnung zu
schaffen, die es gestattet, in einfacher Weise eine Signalspannung mit zwei unterschiedlichen
Pegeln in Nachrichtenübertragungssysteme einzutasten.
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Gemäß der Erfindung wird die Modulatorschaltungsanordnung dabei so
ausgebildet, daß die am Signalfrequenzeingang angelegte Trägerspannung über einen
Eingangsübertrager mit Sekundärwicklungen unterschiedlicher Windungszahl zwei Gegentaktmodulatoren
zugeführt ist und die Gegentaktmodulatoren, die einen gemeinsamen Ausgangsübertrager
besitzen und deren Dioden im Ruhezustand in Sperrrichtung vorgespannt sind, mittels
zweier in ihrem Betrag unterschiedlicher Potentiale, von denen abwechselnd ein Potential
an die Signaleingänge beider Gegentaktmodulatoren gelegt ist, derart gesteuert sind,
daß je nach angelegtem Potential der eine Gegentaktmodulator für die Trägerspannung
durchlässig ist und der andere die Trägerspannung sperrt, und umgekehrt.
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Die Modulatorschaltung läßt sich auch so ausgestalten, daß der Wicklungsanfang
einer ersten Differentialwicklung mit der Kathode einer ersten Diode und das Wicklungsende
dieser Differentialwicklung mit einer zweiten Diode, der Wicklungsanfang einer zweiten
Differentialwicklung mit der Anode einer dritten Diode und das Wicklungsende dieser
Differentialwicklung mit einer vierten Diode verbunden ist, daß die Anode der ersten
Diode an die Kathode der dritten Diode und die Kathode der vierten Diode an die
Anode der zweiten Diode geführt ist und je-
weils die Verbindungspunkte der
ersten mit der dritten und der zweiten mit der vierten Diode über Widerstände am
Wicklungsanfang bzw. am Wicklungsende einer dritten Differentialwicklung, die zugleich
Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers ist, liegen, daß an die Mittelanzapfu#ngen
der ersten beiden Differentialwicklungen, die zugleich Sekundärwicklungen eines
Eingangsübertragers sind, über den die Signalfrequenz F zugeführt ist, derartige
Versorgungsgleichspannungen von gleicher Größe und solcher Polarität angelegt sind,
daß alle Dioden in Sperrichtung geschaltet sind und daß die Mittelanzapfung der
dritten Differentialwicklung über einen Spannungsteiler an einen künstlichen Mittelpunkt
der Versorgungsgleichspannungsquelle geführt ist, und daß an den Abgriff dieses
Spannungsteilers zwei unterschiedliche Potentiale derart anlegbar sind, daß beim
Anlegen des einen Potentials die erste und zweite Diode und beim Anlegen des zweiten
Potentials die dritte und vierte Diode in den Durchlaßbereich ausgesteuert werden.
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Zweckmäßig ist es auch, den Mittelanzapfungen der ersten und zweiten
Differentialwicklung die Versorgungsgleichspannung über einen Spannungsteiler zuzuführen
und die Mittelanzapfung der dritten Differentialwicklung über zwei Widerstände mit
dem Mittelabgriff des Spannungsteilers zu verbinden und
wahlweise
eines der beiden unterschiedlichen Potentiale an den Verbindungspunkt der beiden
Widerstände anzulegen. Der Spannungsteiler, an dem eine negative Spannung von beispielsweise
24 V, bezogen auf Erdpotential, liegt, kann dabei auch aus vier Widerständen bestehen,
bei denen je zwei Widerstände gleich groß und in bezug auf ihre Widerstandswerte
symmetrisch angeordnet sind und die Mittelanzapfung der zweiten Differentialwicklung
an den Verbindungspunkt des von der Erdpotentialklemme aus gerechneten ersten Widerstands
mit dem zweiten Widerstand und die Mittelanzapfung der der ersten Differentialwicklung
an den Verbindungspunkt des dritten Widerstands mit dem vierten Widerstand geführt
ist und die beiden verschiedenen Potentiale 0 V und - 60 V, bezogen
auf das Erdpotential, betragen.
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Aus der britischen Patentschrift 654 159 ist eine Schaltungsanordnung
bekannt, mit deren Hilfe Gasentladungsröhren ein- bzw. ausgeschaltet werden sollen.
Die dort beschriebene Schaltungsanordnung besteht, ähnlich wie beim Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, aus zwei Gegentaktmodulatoren, die nur einen gemeinsamen
Eingangs- und einen gemeinsamen Ausgangsübertrager haben. Die Anordnung in der britischen
Patentschrift unterscheidet sich je-
doch vom Gegenstand der vorliegenden
Erfindung in wesentlichen Merkmalen. Während nämlich bei der Modulatorschaltung
nach der britischen Patentschrift die Sekundärwicklungen des Eingangsübertragers,
wie aus Seite 2, Spalte 1, Zeilen 36 bis 41, hervorgeht, mit gleichen
Windungszahlen ausgestattet sind, weisen die Sekundärwicklungen des Eingangsübertragers
der Modulatorschaltungsanordnung gemäß der Erfindung unterschiedliche Windungszahlen
auf. Weiterhin sind die Dioden bei der erfindungsgemäßen Modulatorschaltungsanordnung
durch eine entsprechende Schaltung derart vorgespannt, daß sie im Ruhezustand,
d. h. wenn keine der beiden Signalspannungen anliegt, in Sperrichtung vorgespannt
sind, so daß am Ausgang dieser Modulatorschaltungsanordnung keine Signalfrequenz
entnehmbar ist. Bei der Anordnung der britischen Patentschrift hingegen sind die
Dioden im Ruhezustand in Durchlaßrichtung geschaltet, so daß ein Ruhegleichstrom
über die beiden Gegentaktmodulatoren fließt, wie aus Seite 2, Spalte 3, Zeilen
122ff., der Entgegenhaltung zu entnehmen ist. Außerdem ergibt sich auch ein
Unterschied in der Wirkungsweise Bei der bekannten Schaltungsanordnung sollen nämlich
möglichst beide Modulatoranordnungen einen Spannungsanteil am Ausgang des Ausgangsübertragers
liefern, und nur dann soll die Gasentladungsröhre eingeschaltet sein. Beim Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist es jedoch gerade unerwünscht, daß beide Modulatoranordnungen
gleichzeitig durchlässig sind, da dann gleichzeitig die Signalfrequenz für die Wahlzeichenübertragung
als auch die Signalfrequenz für die überwachung übertragen würde, was für ein einwandfreies
Funktionieren der Signalisierung in Trägerfrequenzsystemen schädlich wäre.
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Bei Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung wird ereicht, daß verglichen
mit bekannten Zweiweggleichrichterschaltungen durch einen Mehraufwand von nur zwei
Dioden die Eintastung einer Signalfrequenz mit unterschiedlichem Pegel in Nachrichtenübertragungssysteme
erfolgt. Dabei wird im Gegensatz zu bekannten Modulatorschaltungsanordnungen nur
eine Signalader benötigt. Vorteilhaft ist, daß die zur Eintastung benötigten, am
Signaleingang des Modulators angelegten Potentiale stets von gleicher Polarität
sind, so daß sich diese Modulatorschaltungsanordnung besonders für den Einsatz bei
Nachrichtenübertragungssystemen, die mit Transistoren ausgestattet sind, eignet.
Ferner läßt sich mit ein und derselben Modulatorschaltungsanordnung zugleich sowohl
die Wahlfrequenzspannung als auch eine für die Nachrichtenübertragungssysteme notwendige
automatische überwachungsspannung eintasten.
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An Hand des Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung soll die Erfindung
näher erläutert werden. Die als Differentialwicklungen ausgebildeten Sekundärwicklungen
2 und 3 bilden zusammen mit der Primärwicklung 1 den Eingangsübertrager
4 der Modulatorschaltungsanordnung. Der Wicklungsanfang der Sekundärwicklung 2 ist
mit der Kathode einer ersten Diode 5, das Wicklungsende derselben Sekundärwicklung
mit der Kathode einer zweiten Diode 6,
der Wicklungsanfang der Sekundärwicklung
3 mit der Anode einer dritten Diode 7 und das Wicklungsende dieser
Sekundärwicklung mit der Anode einer vierten Diode 8 verbunden. Von der Anode
der ersten Diode führt eine Leitung zur Kathode der dritten Diode und von der Kathode
der vierten Diode eine weitere Leitung zur Anode der zweiten Diode. Die Verbindungspunkte
der zweiten mit der vierten Diode und der ersten mit der dritten Diode sind jeweils
über ohnische Widerstände 9, 10
an den Wicklungsanfang bzw. das Wicklungsende
einer dritten Differentialwicklung 11, die zugleich Sekundärwicklung des
Ausgangsübertragers 12 ist, geführt. An einem Spannungsteiler, der aus vier Widerständen
15 ... 18 besteht, wobei an den Spannungsteiler eine negative Spannung
UB derart ange,-legt ist, daß am Widerstand 15 Erdpotential und am
Widerstand 18 ein negatives Potential von - 24 V liegt, ist die Mittelanzapfung
der ersten Sekundärwicklung 2 mit dem Verbindungspunkt 23 der Widerstände
17 und 18 und die Mittelanzapfung der zweiten Sekundärwicklung
3 mit dem Verbindungspunkt 21 der Widerstände 15 und 16 verbunden.
Die Mittelanzapfung -der Differentialwicklung 11 ist über die Widerstände
13 und 14 an den Verbindungspunkt 22 des Widerstandes 16 mit dem Widerstand
17 des Spannungsteilers geführt. An den Verbindungspunkt der beiden Widerstände
13 und 14 wird je nach Wahl entweder Erdpotential oder ein Potential
von U# = - 60 V angelegt. Die Signalfrequenz F wird über den übertrager
4 den beiden Müdulatoren 19
und 20 zugeführt. Auf Grund der Spannungsverhältnisse
am Spannungsteiler sind die Dioden beider Modulatoren in Sperrichtung vorgespannt,
so daß keine Signalfrequenz durchgelassen wird. An den Dioden 5, 6
des Modulators 19 liegt die Spannung, die zwischen den Punkten 22 und
23 des Spannungsteilers entsteht. Die Sperrspannung für die Dioden
7,
8 des Modulators 20 fällt am Widerstand 16 zwischen den Punkten
21 und 22 ab. Die Widerstände 9
und 10 dienen zur Symmetrierung der
Modulatoren 19, 20. Damit wird vermieden, daß sich den Wechselstromimpulsen
bei Anlegen von Erdpotential oder dem negativen Potential U, an den Verbindungspunkt
der ohnischen Widerstände 13 und 14 Spannungsspitzen überlagern. Die Primärwicklung
11 des Ausgangsübertragers 12 dient unter anderem zur
Herstellung
des Mittelpunktes und zur galvanischen Entkopplung. Seine Sekundärwicklung 24 läßt
sich zugleich auch für einen Schwingkreis eines nachschaltbaren Filters verwenden.
Wird an den Punkt 25
Erdpotential angelegt, so fließt ein Strom über die beiden
Dioden 7, 8 des Modulators 20. Diese werden dadurch niederohmig und schalten
die Signalfrequenz zum Ausgang durch. Maßgebend für die Größe des Steuerstroms für
die Dioden 7, 8 des Modulators 20 ist die Spannung am Widerstand
15 und die Größe der Widerstände 9, 10 und 13. Die Dioden
5, 6 des Modulators 20 bleiben gesperrt. Die Sperrspannung setzt sich jedoch
bei diesem Betriebsfall aus den beiden Spannungen, die zwischen den Punkten 21,
22 und 22, 23 an den ohmschen Widerständen 16 und 17 abfallen,
zusammen. Da man die Widerstände 16
und 17 zweckmäßigerweise gleich
groß macht, ist die Sperrspannung für die Dioden 5, 6 im Betriebsfall doppelt
so groß wie im Ruhezustand.
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Soll die Signalfrequenz mit einem zweiten Pegel, der durch das übersetzungsverhältnis
der Primärwicklung 1 zur Sekundärwicklung 2 des Eingangsübertragers festlegbar
ist, in die Nachrichtenübertragungssysteme eingetastet werden, so legt man den Punkt
25 an das negative Potential U" wobei das Potential U, z. B.
60 V beträgt. Dadurch fließt ein Strom durch die Dioden 5, 6 des Modulators
19 in Durchlaßrichtung, so daß beide Dioden niederohmig werden und die Signalfrequenz
mit dem zweiten Pegel durchschalten. Maßgebend für den Durchlaßstrom der Dioden
5, 6 sind die Differenz des Potentials U, und der Spannung zwischen
den Punkten 26
und 23 sowie die Widerstände 9, 10 und
13. Die an den Dioden 7, 8 liegende Sperrspannung setzt sich bei diesem
Betriebsfall aus den Spannungsabfällen an den Widerständen 16 und
17 zusammen. Besonders vorteilhaft ist bei der Schaltung nach der Erfindung,
daß die Sperrspannung nahezu unabhängig von dem am Punkt 25 des Signaleingangs
angelegten Potential ist. Aus diesem Grund werden die Dioden nicht überlastet, und
somit lassen sich für den Aufbau der Modulatoren 19 und 20 Dioden mit einer
kleinen zulässigen Sperrspannung verwenden. Ferner lassen sich über den einen Eingangsübertrager
4 mehrere Gegentaktmodulatorpaare 19, 20, die jeweils nur einen gemeinsamen
Ausgangsübertrager besitzen und die vielfach geschaltet sind, gleichzeitig speisen.
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Teilt man den Eingangsübertrager 4 in zwei getrennte Übertrager auf,
so lassen sich auch zwei Spannungen mit verschiedener Frequenz, jedoch mit gleichem
oder verschiedenem Pegel abwechselnd eintasten. Ein Anwendungsfall hierfür wäre
beispielsweise ein Rufverfahren für Nachrichtenverbindungen mit besonders hohem
Störpegel, da hierbei nämlich eine im Ruhezustand dauernd vorhandene Frequenz auf
eine zweite Frequenz umgeschaltet wird.