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Übertragungsanlage mit einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines
binären Signals und einer Wechselspannung konstanter Frequenz in je eine Impulsfolge
mit Pulscodemodulation und umgekehrt, insbesondere zum gleichzeitigen Aussenden
und Empfangen der Bildsignale und des Synchronsignals bei drahtloser Faksimileübertragung
Die Erfindung betrifft eine Übertragungsanlage mit einer Schaltungsanordnung zur
Umwandlung eines binären Signals und einer Wechselspannung konstanter Frequenz in
je eine Impulsfolge mit Pulscodemodulation und umgekehrt, insbesondere zum gleichzeitigen
Aussenden und Empfangen der Bildsignale und des Synchronsignals bei drahtloser Faksimileübertragung.
In der Trägerfrequenztechnik sind Verfahren und Anordnungen bekannt, die die gleichzeitige
Übertragung mehrerer verschiedener Nachrichten über einen Übertragungskanal gestatten.
Hierbei werden Systeme, die mit Amplituden- oder Frequenzmodulation arbeiten, eingesetzt.
Obwohl darüber hinaus Impulsmodulationsverfahren bekannt sind (Zeitmultiplex), sind
diese jedoch ohne Erhöhung der Impulsfrequenz für den vorgesehenen Zweck nicht einsetzbar.
Zur Übertragung besonderer Signale werden überwiegend sogenannte Pilotkanäle vorgesehen,
über die z. B. die Pegelregelung eines solchen Systems gesteuert wird. Die besondere
übertragung solcher Signale erfordert häufig die Neuentwicklung ganzer Systeme,
und der dabei getriebene Aufwand steht in keinem günstigen Verhältnis zu dem erreichten
Zweck.
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Bekannte Systeme mit Impulscodemodulation zeichnen sich zwar durch
einen relativ großen Störabstand aüs, der infolge der in den Relaisstellen stattfindenden
Impulserneuerung unabhängig von der Anzahl der Relaisstellen ist; sie sind jedoch
für den vorgesehenen Zweck zu aufwendig.
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Für die drahtlose Übertragung von Faksimilenachrichten über eine längere
Dauer sind daher völlig neue Systeme notwendig, da mit bekannten Systemen, z. B.
Richtfunksystemen nach dem PPM-Verfahren, aus den vorgenannten Gründen eine übertragung
nicht oder nur mit großem Aufwand durchführbar ist, -wenn neben der eigentlichen
Nachricht zusätzlich ein Synchronsignal übertragen werden soll, das dafür sorgt,
daß ein beim Empfänger befindlicher Synchrongenerator ständig im Gleichlauf mit
einem beim Sender befindlichen Synchrongenerator ist.
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Aufbauend auf dieser Forderung wäre die Entwicklung eines neuen Übertragungssystems
dann überflüssig, wenn es gelänge, eine Anordnung zu finden, die den Anwendungsbereich
einer bereits vorhandenen Richtfunkanlage, des UHF-Gerätes für ein PPM-Vielkanaltelefonie-System,
so erweitert, daß die gleichzeitige Übertragung von Bild- und Synchronsignal ermöglicht
wird, ohne daß Eingriffe in die vorhandene Anlage vorgenommen zu werden brauchen.
Die Erfindung zeigt einen Lösungsweg, der dieser Aufgabenstellung gerecht-wird.-Die
Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß sendeseitig aus den Flanken des binären
Signals je ein Impulspaar, das gegenüber dem binären Signal um eine konstante Zeit
verzögert ist, mit die jeweilige Polarität des binären Signals kennzeichnenden voneinander
unterschiedlichen Impulsabständen abgeleitet wird, die ein ganzes Vielfaches der
Periodendauer der sendeseitig erzeugten Wechselspannung konstanter Frequenz sind,
und daß aus der Wechselspannung konstanter Frequenz eine Impulsfolge gebildet wird,
der durch Ausblenden von Impulsen bzw. Impulspaaren, der Codecharakter der jeweiligen
Polarität des binären Signals verliehen wird. Nach Formierung werden beide- so codierten
Impulsgruppen der Funksendeanlage-zugeführt. Austast-und Verzögerungsschaltungen
sorgen dafür, daß zwischen den beiden Impulsgruppen ein genügend großer Abstand
gewährleistet ist. -Empfangsseitig werden die beiden codierten Impulsgruppen zwei
Decodern zugeführt, die die unterschiedlichen Impulsabstände innerhalb der Impulsgruppe
jeder für -sich auswerten und das Ergebnis der Auswertung in Form von Steuersignalen
jeweils dem Eingang eines bistabilen Schalters zuführen, an dessen Ausgang das ursprüngliche
binäre Signal zur Verfügung steht.
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Gleichzeitig steuern die beiden Impulshälften des binären Signals
getrennt nach. Polarität einen Modulator, der die durch die Flanken des binären
Signals gebildeten Impulspaare unterdrückt, während die
verbleibende
codierte Impulsfolge einem die gleiche Wechselspannung konstanter Frequenz erzeugenden
Generator zur Synchronisierung zugeführt wird, so daß dieser mit dem Generator der
Sendeseite synchron schwingt.
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Die sendeseitige Ableitung der Impulspaare aus den Flanken des binären
Signals geschieht durch Differentiation und Reflexion an je einer leerlaufenden
Impulsverzögerungsleitung, die beide unterschiedliche Laufzeiten haben und damit
den Abstand der Impulse des jeweils erzeugten Impulspaares bestimmen.
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Der Abstand der Impulse kennzeichnet somit eindeutig die jeweilige
Polarität einer einzelnen Impulshälfte des binären Signals. Empfangsseitig sind
in den Decodern ebenfalls je eine Impulsverzögerungsleitung vorgesehen, die die
gleichen unterschiedlichen Laufzeiten haben wie die sendeseitig vorgesehenen Impulsverzögerungsleitungen.
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In bekannter Weise kann durch Frequenzteilung bzw. -vervielfachung
sende- und empfangsseitig die optimale Impulsfolgefrequenz für die zur Verfügung
stehende Funksendeanlage erzielt werden.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels nachstehend
näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt im einzelnen F i g. 1 ein Blockschaltbild des
sendeseitigen Modulationsteiles, F i g. 2 ein Blockschaltbild des _ empfangsseitigen
Demodulationsteiles und F i g. 3 ein Impulsdiagramm.
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Als Beispiel sind für die Übertragung des binären Signals eine Punktfrequenz
von 0 ... 75 kHz bei einer maximalen Punktfolgefrequenz von 25 kHz und als
Frequenz für die konstante Wechselspannung (Synchronisierfrequenz) eine Frequenz
von etwa 490 Hz gewählt.
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Im Generator 1 wird eine -Sinusschwingung erzeugt, die in Nadelimpulse
negativer Polarität mit einer Frequenz von etwa 500 kHz umgeformt und einer zehnteiligen
binären Frequenzteilerkette _zugeführt werden, an deren Ausgang eine mäanderförmige
Wechselspannung mit einer Frequenz von 500 - (220)-r.490 Hz zur Verfügung steht,
die über den Verstärker 3 der zu synchronisierenden Einrichtung; in diesem Falle
dem Antriebsmotor der Bildtrommel eines Faksimilegerätes, zugeführt wird.
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Der Verstärker 3 siebt selektiv die Grundwelle aus, so daß am Ausgang
A 1 wiederum eine sinusförmige Wechselspannung von 490 Hz für den Antrieb- des Motors
zur Verfügung steht.
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Das am Eingang E1 eintreffende binäre Signal, in diesem Falle das
Bildsignal, gelangt über eine Phasenumkehrstufe 4 auf die Torschaltungen 5 und 6.
Der TorschaItung 5 wird von der ersten Stufe des Frequenzteilers 2 eine Mäanderspannung
mit einer Frequenz von 250 kHz und der Torschaltung 6 von der zweiten Stufe des
Frequenzteilers 2 eine Mäanderspannung mit einer Frequenz von 125 kHz zugeführt:
Je nach anliegender Polarität des binären Signals wird entweder die Torschaltung
5 oder die Torschaltung 6 für die Mäanderspannungen durchlässig geschaltet. Die
an den Ausgängen der Torschaltungen 5 und 6 jeweils auftretenden Mäanderspannungen
steuern eine Torschaltung 7, der vom Generator 1 auch die Impulsfolge 500 kHz zugeführt.
wird. Die die Torschaltung 7 steuernden Mäanderspannungen blenden entsprechend ihrem
Auftreten einen Impuls bzw. zwei Impulse aus der Impulsfolge 500 kHz aus. Ferner
werden von der positiven bzw negativen Flanke des jeweiligen am Ausgang dir Phasenumkehrstufe
4 auftretenden Signals jeweils zwei monostabile Multivibratoren 8; 10 bzw. 9; 11
gesteuert. Die am Ausgang der monostabilen Multivibratoren 8; 9 auftretenden Impulse
werden ebenfalls der Torschaltung 7 zugeführt und sperren für etwa 16 gs die Impulsfolge
500 kHz.
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Die Multivibrataren 10; 11 erzeugen Impulse mit einer Impulslänge
von 6 tts zur konstanten Verzögerung des binären Signals. Aus den Rückflanken dieser
Impulse werden durch Differentiation Nadelimpulse gebildet. Durch--Reflexion jedes
einzelnen Impulses an der leerlaufenden Impulsverzögerungsleitung 12, die eine Laufzeit
von 1 #ts besitzt, bzw. an der leerlaufenden Impulsverzögerungsleitung 13, die eine
Laufzeit von 2 t,s besitzt, entsteht jeweils ein Impulspaar, von denen die Impulse
des einen Impulspaares 2 ics und die des anderen Impulspaares 4 R.s Abstand voneinander
haben. Die Impulsabstände kennzeichnen damit die jeweilige Polarität des Bildsignals:
Die jeweiligen Impulspaare werden in die Lücken der durch die monostabilen Multivibratoren
8 und 9 erzeugten Impulse eingeblendet, so daß damit Beginn und Ende des jeweiligen
Bildsignals, also weiß oder schwarz, festgelegt ist. Der Impulsformer 14 bringt
beide Impulsgruppen auf gleiche Form und Amplitude, worauf dieselben am Ausgang
A 2 zur Aussendung über einen Richtfunksender für PPM Vielkanaltelefonie zur Verfügung
stehen.
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Auf der Empfangsseite (vgI. F i g. 2) werden die beiden am Eingang
E2 eintreffenden Impulsgruppen zwei Decodern zugeführt, die aus den Verstärkern
15; 16, den Impulsverzögerungsleitungen 17; 18 und den Amplitudensieben 19; 20 bestehen.
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Die am Ausgang des Verstärkers angeschlossene ImpulsverzögerungsIeitung
17 besitzt eine Laufzeit von 1 [,s und die am Ausgang des Verstärkers 16 angeschlossene
Impulsverzögerungsleitung 18 eine Laufzeit von 2 @zs, so daß im Verstärker 15 die
eintreffenden Impulse mit dem Abstand 2 gs und im Verstärker 16 die eintreffenden
Impulse mit 4 R,s Abstand hervorgehoben werden. Mit Hilfe der Amplitudensiebe 19;
20 werden die hervorgehobenen Impulse abgetrennt und jeweils einer Stufe eines bistabilen
Multivibrators 21 zugeführt.
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Dieser gelangt bei Eintreffen des ersten Impulspaares der einen Impulsgruppe
mit 2 g Abstand in die eine stabile Lage, in der er so lange verharrt, bis das erste
Impulspaar der anderen Impulsgruppe mit 4 r.s Abstand eintrifft, das die Umschaltung
in die andere stabile Lage bewirkt- -Je nachdem, in welcher Lage sich der bistabile
Multivibrator 21 befindet, steht am Ausgang A 3 das entsprechende, ursprüngliche
Bildsignal zur Verfügung.
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Die Flanken des auf diese Weise demoduRerten Signals steuern je nach
der vorliegenden Polarität je einen monostabilen Multivibrator 22 und 23, die jeweils
bei Jedem Polaritätswechsel entsprechende Impulse von etwa 8 Rs abgeben. Diese Impulse
steuern eine Torschaltung 24, dem über eine Impulsverzögerungsleitung 25, mit einer
Laufzeit von etwa 5 l.s, die am Eingang E2 eintreffenden Impulse zugeführt werden.
Die Torschaltung 24 blendet die durch die Flanken des binären Signals sendeseitig
abgeleiteten
Impulspaare aus, so daß die verbleibenden Impulse,
die mit den sendeseitig aus der Wechselspannung konstanter Frequenz abgeleiteten
Impulsen praktisch phasenstarr (konphas) sind, den Generator 26 synchronisieren.
Die Gewinnung der Wechselspannung konstanter Frequenz zur Synchronisierung des Motors
auf der Empfangsseite geschieht ebenfalls über einen Frequenzteiler 27 und Verstärker
28, so daß am Ausgang A 4 die Wechselspannung konstanter Frequenz zur Verfügung
steht.
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Darüber hinaus hat die Erfindung den Vorteil, daß mit Hilfe der aus
der Wechselspannung konstanter Frequenz gewonnenen codierten Impulse durch Störimpulse
auftretende Fehler in relativ kurzer Zeit korrigiert werden.
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Die F i g. 3 zeigt das entsprechende Impulsdiagrämm. J1 ist das am
Eingang E1 anliegende binäre Signal. J2 sind die Impulspaare, die von den Impulsverzögerungsleitungen
12; 13 dem Impulsformer 14 zugeführt werden. J 3 sind die am Eingang der Frequenzteilerkette
2 anliegenden Nadelimpulse mit einer Frequenz von 500 kHz. J4 sind die am Ausgang
der Torschaltung 7 auftretenden Impulse. Die Impulse J 5 stehen am Ausgang
A 2 zur Aussendung zur Verfügung. Die ImpulseJ6 stehen am Ausgang des Amplitudensiebes
19 und die Impulse J7_ am Ausgang des Amplitudensiebes 20 zur Verfügung.
Am Ausgang A 3 liegt das ursprüngliche binäre Signal J1, hier mit J8 bezeichnet.
Die Impulse 19 liegen am Ausgang der Torschaltung 24 und entsprechen den
Impulsen J4, sind aber gegenüber diesen um 5 #Ls verzögert. Am Eingang der Frequenzteilerkette
27 liegen die Nadelimpulse J10, die mit den Nadelimpulsen J3 identisch sind.