DE1437370A1 - Mehrkanal-UEbertragersystem - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. ERICH SCHUBERT

Ab». Patentanwalt Dlpl.-Infl. SCHUBERT, 59 Siegen (Weitf.), OranieastraSe 14, Postfach

63 150 Wo/fl»

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21. Mars 1965

ASSOOUZSB ELEGTE 10AL INDUSTRIE3 LIMITES. 33» Ttnor Place, London, S.W.1. Eagland

für diese Patentanmeldung wird dl« Priorität der britischen Patentanaeldung Hr. 11 255/62 tob 23. Märe 1962 btanepruoht

Si· Erfindung btsitat sieh mxt

oomaunioation eyet*«e/und bttrlfft inebtionitrt ■oloh· 8yit···* bei dtnen fr«qu«net*ilunf und Vtrritlfältigung T«rwend«t, d.h. das Verfahrtn angewendet wird, bei de« swtl oder aehr Weoheelstroasignal· über eine geeeineaae Leitung duroh

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Oberlagerung auf unterschiedliche Trequensbänder übertragen «erden

Bei einer Art von Mehrkanal-Trequenatellwigs-Mehrfaohüber·» tragungssysteaen /multi-channel frequency dlTielon multiplex system/ werden verschiedene Trägerfrequenzen den verschiedenen Übertragungekanälen zugeteilt und ein in einem einseinen Kanal au übertragendes weoheelstromsignal wird mit dem Träger dieses Kanals (im Nachfolgenden "Kanalträger" oder "Träger" genannt) an einem UbertragungsansohluS des Systems so moduliert» daS wenigstens ein Seitenband gebildet wird· Sie für die verschiedenen Kanäle gebildeten Seitenbänder können dann für die Übertragung auf einem gemeinsamen Weg nur Smpfangsseite kombiniert werden» an der die Kanalseitenhänder getrennt und mit den augehörigen Kanalträgern demoduliert werden, so daß man das ursprüngliche Weohselstromsignal erhält·

Zum Modulieren der Weohselstromsignale mit den. Kanalträgern let es üblich» für deren jeden eix»n Modulator in einer solchen form voreueehen, deJ, wenn der Kanalträger und das mit diesem au modulierende Wechselstromsignal aufgegeben wird» ein Modulationsprodukt gebildet wird, welches sowohl die oberen als auch die unteren Seltenbänder enthält» deren jedes eine frequenstranelation des mit dem Träger modulierten Weohselstromslgnals darstellt· Hur einte der Seitenbänder muß jedoch naoh der Empfangeseite übertragen werden und das andere, nicht benötigt· Seitenband kann deshalb mittels üblicher Filter, die mit dem Ausgang

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dt* Modulator· rerbunden eind, unterdrückt Herden· Die übertragung nur eines Seltenbandss gestattet die Verwendung einer gröfieren Ansahl ron ubertragungskanKlen innerhalb eines gegebenen frequensberelehes·

Ib Oegensats su den oben geschilderten übertragungsverfahren schafft die Erfindung ein Verfahren sum Modulieren ron Wechsel« •tromeignalen mit einem Kanalträger» nach-den ein erstes Weohsels+romsignal alt einem Träger einer ersten Frequenz, ein sweites ffeohselstromsignal mit einem Träger einer sweiten unterschiedlichen bew« anderen Frequenz kombiniert und die sich ergebenden Kombinationssignale miteinander yerrielfacht werden, so daß sie ein Ausgangseignal ergeben, dae mit anderen Frequenskomponenten obere und untere Seltenbänder entsprechend einerseits dem Modulationsprodukt aus dem ersten Wechselstroasignal und dem sweiten Träger und andererseits des Modulationsproduktes aus dem sweiten Weohselstromeignal und dem ersten Träger enthält.

Durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird sin Frequensteilungs-Mehrfach-Vervlelfältigungseysten bsw. eine Frequena-Multlplex-Anlage geschaffen, velehes bew· welche wenigstens swei Trägerkanäle aufweist, denen entsprechende Trägerfrequensen sugeteilt sind, wobei eine Modulationsschaltung mit

Anordnung
einer ereten/zur überlagerung des Trägers des einen Kanals und dss im ssweiten Kanal zu übertragenden Wechselstromsignals, eine swelte Kombinationsanordnung sur Kombination des Trägers dieses sweiten

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Kanal· und dee la «x>st«a Kanal su Übertragenden Wtohetletrcm- «ignals «ad Anordnungen vorgesehen sind« um die au» dtr ersten und dtr sweiten Koabinstionaanordnung abgegebenen Kombination·· signale su vervielfachen, tu» so einen Ausgangeimpul« su schaffen, der obere und untere 3*itenbäad*r entsprechend dem Modulationsprodukt de· frager· und dts fech«el»troael{in».le des einen Kanal« und obere und unter· SeitenbXMer entsprechend dem Modulationeprodukt de· Srftgere und de· Weoheeletromeignale de· sweiter» Kanäle ent* hält. Sie Übertragung einseiner Seitenbender kann durch Abtrennen de· einen der Seitenbänder jede· Kanals mittel· Üblicher filter erreicht werden, und die übertragenen Seitenbänder können an der Smjpfangeeeite auf Übliche Weise demoduliert werden, um da· ureprüngliehe freq.uens»ignal au erhalten· Vie weiter unten beschrieben wird, kann jedoch eine weitere filtration notwendig «ein, um unerwünschte freo.uenskomponenten ku unterdrücken, die sueät&lieh den Seltenbftndern am Ausgang de· Vervielfacher· auftreten.

Mit dem Begriff Kombination eine· Kanalträgerβ und eines Wecheelitromeignftle ist ihre additive oder subtraktive Kombination gemeint* eo daß ein resultierende· Signal enteprechend ihrer Summe oder Differenz erzeugt wird* Kombinationeaehaltungen sur Durchführung dieser additiven oder aubtraktiven Kombination sind bekannt und sind z.B. eerlen- oder parallelgesohaltete Anordnungen» je naohdem, ob die Kombination auf einer Spannung«- oder einer Strom-Basis erfolgt. Möglicherweise elnd es Aueglelehstranaformatoren·

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Dit *vf iataag wird nunnthr anband dtr tit ttitpitltwtitt wititrgtttftftta «titnaungtÄuÄUifUhrlithtr fettohrirttn, und iwar %■»· stigtni

Fig« 1 «Ι» lle«ktthalt%lU tin·· bekannten Ytrfafcrtn· mir Ke4ulAtlon alt tints un*Y>hM»eiftn «odula-fcor fü» Jt-

FIf. 2 tin Blotktobtltbiia dtt ModulationtTtrfahrtnt f««äl dtr Xrfindung,

fid· 3 tin StbtHA tintr btktanttn Modulationtechal-tunf ai« tint« unafchängigtn Modulator für jtdtn UfeirtrafUÄftkanal für tin Dopptlitl-fc*nbaad-Mthrkanal-fr«qu»Ä»-

(P.D.M.-Syitt«),

fig. 4 tin SobtM dtr Bins«li«lt«nband-Anordnung fig. 3,

fig. 5 tin Sohtna tintr Modulation·tehaltiing für tin Dopptleeittnband-Mthrkanal F.D.M.-Syettm, weicht gtnftt dtr Erfindung Vtrritlfmtigungtkrtitt far Paart τοη Obertrsgungtkanaltn aufwtiet,

Fig. 6 tin 8ohtMi tintr Binetlttlttnband-Anordnung gtaii Fig. 5·

Fig. 7 tin dthta* tintr «bgtwtndtlttn linetlttittnoand-Aaordnung gtaäi Fig. 5»

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fig· 8 «in Soli·«» der Seitenbandlage bei de* Anerdmung gemftl fig. 7,

Fi«. 9 sin· Teryielfaltigungssohaltuitgt wie si· geaaS der Erfindung verwendbar iet, während

Hg· 10 «Im Abwandlungsforoi einer VtrYlelfftltiäungeeenaltung wiedergibt«

Bi werden vortrat »wei Kanaltrlgei? ©1 nnä 02 und «wei W«oh ■•l(tTO0Uiign*l· 31 und 32 betraoht»*. ie m±s4. ?ng*no*mn, daS notwendig let, dl« Modulfttjonwprodute^ S131 iimd 3202 tu bilden und defl di« Suame (oder Sifferena) äissti⁹ h@Mm Pp^dukt· entweder alt Sud« oder Zwlschea-Auageiig*^:'.. r.-- : !©s^tigt wirdt

3 Auegang « S1C1 ·»> 3202

Sin bekanntes Verfahren sur Erx:v-v/;. .. üqiss Ausgangeeignales rerwendet die in Pig. 1 - dargestellte Motelatimieaolmltung* Zn dieeer Sohaltung wird auf den ersten Modulator 11 der Träger 01 und das Signal SI aufgegeben und das Modulation*produkt 3101 erseugt und auf einen «weiten Modulator M2 wird der träger 02 und das Signal 32 aufgegeben und das Modulationeprodukt 3202 erseugt· Biese beiden Modulationsprodukte werden dann auf die KoAbination*~ eohaltung AO aufgegeben» indea sie addltir koabiniert werden und das Bnd- oder Zwisohen«Ausgangssignal 8101 + 3202 bilden.

Za Oegeasats dasu wird geaaa der Jtrf indung dieses Ausgangssignal durch die in fig· 2 dargeβteilte Modulationseehaltung er~

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seugt. Xa dieeer Schaltung wird auf einen ersten Koabinationekreie UO der früher 01 und da· Signal 82 auf gegeben und ein Koablnatlonesignal 82 ♦ 0« erseugt und aaf tlmen «weiten Koabinatlonelcrele SaO der Träger 02 mnd da· Signal 81 aufgegeben und •In Koablnationaeignal SI ♦ 02 eraeugt· Diese beiden Koeblnatlona-•lgnale 82 4 Ol and S1 * 02 «erden danqsmf einen Elniel-Yervielfältlgerkreis 1 aufgegeben, der ein Ausgangsslgnal T * (8101 4- 8202) ♦ 8182 + 3102 eraeugt· Dieees Ausgangsslgnal ? enthalt den erforderlichen 8 Attagang * 8101 4- 8202» suaätslloh jedoen awei nloht erwünschte AuadrUoke 31S2 uhd 0102« die «ueäteliche fre» quenakonponenten darstellen» die a.B. sdttela eines filters f unterdrückt «erden mUeeen. Der Auedruck 31C1 stellt das Doppel-Seltenbandalgnal de· Trägere 01 und dea Wechaelstrooslgnala 81 dar_v während der Auedruek S2C2 das Doppe 1-Seitenbwideignal des Trägere 02 und des Wecheelatroaslgnals 32 darstellt. Die Erfindung findet daher sowohl in Einselseltenband- ala aueh in Dop« pel-Seltenband-Mehrkanal-F.D.ll.-Syatemen Anwendung, «le la folgenden beaohrleben «Ird«

Bei der Besohrelbung dieser Anwendung der Erfindung 1st es Eweokmäfllg, suerst alle beKMiten Modulationaeehaltungen geaäS Flg. 3 und 4 su betrachten* Bei der in I¹Ig. 3 dargestellten Modii« latlonaeehaltung Ist eine Anaahl von Modulatoren Mo1...Mon, und ewar je einer für jeden von η Übertragungskanälen des Systems vorgesehen, wenn Sohaltaodulatoren verwendet «erden» kann eine

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Filterung notwendig βein, ua unerwUneohte Modulationsprodukte höherer Ordnung eu unterdrücken, die durch die Modelatoren er» leugt werden können. Ss sind den η Übertragungskanälen unabhängige Kanalträger 01..·On unterschiedlicher Frequeneen zugeordnet, die entsprechend auf die Modulatoren Mo1...Mon cur Modulation ait Wechselstromeingangssignalen 81.. .Sn aufgegeben werden, die ebenfalls auf die entsprechenden Modulatoren Mol...Kon aufgegeben werden. Unter der Annahme, das jeder der Modulatoren Mol.·«Hon ein ausgeglichener Modulator ist, der sowohl die Ka- . nalträger als auoh die aufgegebenen Wechseletrom-Eingangesignale unterdrückt» können diese Modulatoren als Einfaohrervielfaltiger angesehen werden, so daß das Modulationsprodukt am Auegang jedes Modulators ein Doppeleeitenbandeignal ist, d.h. ein Signal, das sowohl das obere als auch das untere Seitenband enthält. Wie in fig. J- dargestellt, können diese Doppelseitenbandsignale von den Modulatoren Μο1·..Μοη entsprechend durch die Ausdrücke S1C1, 8202..·SnOn ausgedrückt werden, womit die Produkte der Kanaltr'igerfrequenren und der Veohseletromsignale beseiohnet sind. Die Doppeleeitenbandsignalt werden an den Ausgängen der Modulatoren sur Übertragung über einen Verbindungeweg Pa kombiniert. Wie in Fig. 4 dargeeteilt, sind, um die oberen Seitenbänder S101 , 8202...SnOn oder die unteren Seitenbinder S1C1. 8202...SnCn aue deA Soppeleeitenbandsignalen su erhalten, entsprechend· die nicht gewUneohten Beitenb Inder unterdrückende Kanalfilter 71...^n swieohen Jdea der Modulatoren Mo1...Mon und dem gemeinsamen Verbindungsweg Fa vorgesehen. Die resultierenden Seltenbnnder, und zwar je nachdem die oberen oder unteren, werden dann eur übertragung über den gemeineamen Verbindungeweg Pa kombiniert.

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für dl· Doppel·eitenbandübertragung let te vorteilhaft, da0 star Vermeidung einer Interferenz dee einen Kanäle alt eine* benachbarten Kanal dl« Frequenzunterschied^ zwlsohcn den Trägern zweier Kanal· mehr als da· doppelt· der höchsten Prequenzkomponente (^fe_Bax) d·· In j«des der Kanüle übertragenen Weoheeletromeignale» betragen» d.h. fo_i+1 - fo^> 2(f S_1111x), wobei fo_i+1 und fo_± die Trägerfrequenzen sind. PUr dl· Sinzelseitenbandübertragung braucht der frequenzunterschied zwisohen den Frequenzen der Träger benachbarter Kanäle nur größer als dl« höohete Frequenzkomponente (*-*_aajj) *u sein. Jedoch kann in der Praxi· sieeer Frequenzunterechied größer eein_t um die Interferenz Bwieohen den einzelnen Kanälen zu vermindern. Die Itf 9±g· dargestellte Modulationeechaltung für ein Mehrkanal ?. D.M.-öyeteia ist gemäß der Erfindung mit VervielfHltigerkreieen M1/2, K3/4... Knrfn ausgestattet, von denen jeder zwei Kanal« d·· Systee· bedient. Nach dem Yervlelfältigerkreie M1/2 werden zwei Kombinationseignale (31+02) und (S2+G1) übermittelt, wobei da· erste Kombinationesignal das in einem ersten Kanal des Systems zu übertragend· Wechseletromeignai 31 und den Träger 02 für den zweiten Kanal enthalt und das andere Kombinationssignal das in des zweiten Kanal des Syβtea· zu übertragende WeohseletroMslgnal 82 und den Tnger 01 für den ersten Kanal enthält« Bas Kombinationssignal (81+02) wird durch einen Kombinationskreie 0A1 erzeugt, nach dem dae Signal C1 und der Träger 02 übermittelt werden, und das Kombinatlonsslgnal (82+01) wird durch einen Komblnatlonskreis 0A2 erzeugt, dem das Signal 82 und der Träger 01 zugeführt werden.

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- ίο -

Di* andtrtn Vervielfältigter ei 8* M 3/4.. .Mn-l/n dta Systtot wtrdtn infeltiohtr Weis· mit dtn entsprechenden !Combinationstignalpaartn (S3+C4), (S4+C3)... (Sn-1 + Cn), (Sn + Cn-1) beaufschlagt, dit die Träger und dit Wtohatletromsignalt für andtrt Kanalpaart dee Systeme enthalten, wobei wtittrt Kombinationekrtist 0A3» CA4..»CAn-1, CAn dltst andtrtn Komblnatlons-•ignale erzeugen.

BtI dtr Durchführung dtr Erfindung muß jeder der Yervitlfältigtrkrtlst M1/2, Μ3/4>···Μη~1/η besondere Eigenschaften Im Vergleich su dentn tints Modulators tinte Ubllohsn Trägtrsystsme aufwtistn. Sin Modulator in eintm übliohtn Träger eye tem hat einen Trägereingangskreiβ und eintn Signaltlngangakrtia. Der Trägereingangekrtie braucht ktint lineare Eingange-Ausgange-Charakttristik su habtn, d.h. dit Ausgangssignalamplituds muß nicht proportional dtr Eingangeamplitude des Trägers βtin, da nur dit Vrtqutnz dts Trägtrs von Btdeutung ist. BtI einem Schaltmodulator kann dtr Trägtrjttingangskrtis absichtlich extrem unlinear autgtbildtt etln, da dies das wesentliche Mtrkaal ergibt, daS dit Lagt dta Ausgangssignale innerhalb welttstfGrensstn im woäsentliehen unabhängig von der Trägerlagt am Eingang let. Darüber hinaus braucht dtr Trägertingangekreie keine Breitband-Prequenz-Charakttristik iu habtn, da nur tin tinziges Frequenzaignal übermittelt wird· Ib Otgtnsats dasu muß dtr SignaltingangBkrtis dts Modulators gtnau lintar arbtlttn und das gesamte Prequtniiband dts Eingangeeignalβ deoken, wtlohts übliohtrwtlst tin Breitbandeignal 1st.

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Art «in·· gebräuchlich«! Modulators let ml* Vervielfaltlguncikreis für dl· erfindungegemäße Verwendung rttlllg ungeeignet· Osmftl dtr Erfindung werden auf den Vervielfttltigungskrels Breltbandelngangesignale naeh btidtn Eingangskreisen übermittelt, und but gltiohtn ZtIt werden Hoohfrequensträger naoh diesen Eingangskreisen übermittelt. Deshalb haben beide Eingangskreise la wesentlichen dis gleichen Frequenioharakterietiken.

Diese Bedingung kann so ausgedrückt werden, daß der Ver-Tielimitigerkreis symmetrisch sein soll« Dies bedeutet, daS ••in Auegangesignal

s ■ k χ j,

ist, wobei χ und y die naoh beiden Eingangskreisen übermittelten Eingangssignal· sindγ so daß k sine VerTlelfältlgungskon-•tante, unTcrlndert bleiben sollt·, wenn die beiden Eingangssignal· ausgetauscht werden. Diess Oleiohung eeigt, daß dl· Amplituden-rrequeneoharakterietik dee Vervielfältigungekreieee ideal ist und daß keine PhasenTereohiebung erfolgt. In der Praxis ist Jedooh sowohl ein« Aaplitudenfrequen« als auoh «in· Phasenfrequenssturung möglich, da sie entweder im Endeignal sulässig ist oder weil si· durch entsprechende Amplituden- und/oder Phasen- ■ anglelohung beseitigt werden kann. Es besteht aber dennooh keine lotwendigkeit dafür, daß die beiden Eingangs-Ausgangscharakteristiken eines gemäß der Erfindung verwendbaren Vervielfältigerkreises einander gleich sind, solange sie beide innerhalb des

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■uläealgen Berelohe lltfftn. lur in dl··« weiten Sinne iet «int Oltiohhtit erforderlieh und nur dl··· Art τοη öleiohheit ist notwendig, um da· ßignalfrequenaband, aber nieht dt· einzelnen TrHgerfrequenien en deoken. Xa ist ohnt weitere· annehmbar und gelegentlich e«gar ror teilhaft, jeden Ilngangakrele auf ··!&· beaontert XrlgerfreqLuena miismitlmtn (euiltilieh iur Brtitbmnd-Anapr«oh1»arkelt tür da·

hinaus stt···» dl· btidan Blnganfakrtiat für den Tarritlfältiftrtrai· linear· Unfange-Auegange-Oharalcttrietlkan auft?aia#n, und dl··· Linearität let, wit oben «aättttrt, aur Sralelung «lner Ublieham IffrodtiktlonaQualltlt dta Signal« notwamali,

Daraua arflbt eieh, |M für den IkIl, da i* VerrielflUti-

m/2 in Wf. 5 * - (8U02) und γ - (824-01) let, aa Au·*·»* dl···· treleee ·1α A»«ianfa»l<nal a · xj ■ (810UÖ2C2) ♦ S102 4 0102 erhalten wird* Xa gleioher Weiee werden an den A«BfIngen der anderen Terrlelflltifepkrel.ee M3/4.. .Mn-1/n in Avhtnglckelt ren den Übemlttelten loebinationeeignalen ent-•yreohend· tuBgangaalgnal· (iJ0J-fB404) <f 8384 ♦ 0904 .... (8n-10n-1 ♦ SnOn) + 8a-18a 4 0m-10n «rreloht. Sin Tergleioh mit Hg· 3 aeigt, dal dtahali Beppeloeittnbandeignale entapreohend dem Modulationaprodukt dee Trägere und des Wechseletroaaignalβ für jeden Kanal dee fly et erne eee tmd uueätelioh andere Prequenakeeiponenten erhalten «erden, die duroh die nloht eing·-

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klammerten felle in dl···» letsteren Ausdrucken dargestellt •lad· J&cse suefttsllohcn Frequenskomponenten können, fall· erforderlich, durch filter Pu Jeder beliebigen bekannten fox« unterdrückt werden, so daft mir dl· Doppelseitenbandsignale 8101....SnOm auf den gemeinsamen Verbindungsweg Pa aufgegeben

Bei der Betrachtung rereohledener einengender Paktoren, dl· IMl der Anwendung der Irffndung auf da· JP.D,M.-Sy»tee geaiS Pig. 5 Ton Hnflufl eind, «oll 1» Hinblick auf dl· beiden το« Yerrielfältigerkrei· m/2 Dedienten Kanäle angenoaaen wer» den, dafi die Weoheeletro«Bign»l· 81 und 82 da· Jplelohe frequensband Ton f1 bl· f2 decken und da8 die beiden Träger 01 und 02 entsprechende Prequensen fo^ und to* e>ufweieen_f die UB Λ differlereni d.h. fo₂ » fo^ +Δ. Qi (8101 )τοη (8202 au trennen« 1st dann:

Be iat ebenfall· notwendig, eine Möglichkeit au schaffen, 8101 + 8202 ron de* Oeeaatauegangeeignal (8101 + 8202) ♦ 8182 + 0102 au trennen. Me höohete Prequea« Im Ausdruck 8182 1·% 2f₂, und dl· niedrigst· Prequens la Ausdruck (8101 + 8202) 1st fe₁ - f₂l während der Auadruok 0102 swcl fre<ittensko«pone*iten fC₁ ·»- fC₂ und Δ m fo₂ - Te₁ enthält« Damit bestehen dl· netwendigen und auereiohenden Bedingungen sur Durohführumg der Irfindung In diesem lalle darin, da· die folgenden Ungleichungen mit einer auarclohendon Tolerana erfüllt werdeni

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fe₂ + t₂ ^jTo₁ ♦ fo₂, d.h. f₂ < To₁ (3)

D»bei let featiueteilen, dafi die Ungleiohung (2) die Ungl«iohunf (3) enthält und dl· Ungleiohun« (4) wtg«n Ungleiohung (1) dl· Ungltiohun« (2) tnthält. Auf dl··· W«l·· let nur dl· Srfttlluitf **^r üngltiohunf (4) trfordtrlioh.

So ilnd s«B. dl· folgenden W«rt· zufriedene teilend» fo^ ■ 20 kH·, fo₂ · 28 kB«, d.h. Δ - β kHe, tf · 300 Hs, ±₂ » 3,4kHe. Mit dlei«n Werten fordert dl· Ungleiohung (2) 10,2 < 20 und dl· Unglelohung (4) 11»4<16,6, so daS dl··· beiden Ungleichungen •rfUllt eind. Auf dl··· Weiee 1st, ua dl« durch die Auedrücke 8182 und 0102 dargestellten 7r«quensen au unterdrücken, aber den •rforderliohen Auegang {3101 ♦ S202) durohiulaeeen, ein filter (ftt) «rforderlioh, due den frequenebereioh τοη 16,6 kH« bie > 31#4 kB· durchläöt, jedooh Frequenzen unterhalb 6,8 kHe, die UnielfrequenB β IsHa und die Slnieltrequens 48 kHe unterdrückt.

SI· gleiohen Bedingungen treffen eelbetveretändlioh auf dl· anderen lanalpaar· «u, die duroh die Vervielfllltigerkreiee M3/4...«n-1/n «eeäe Hg. 5 bedient werden. Wie oben auegeführt, •lnd dl· flit·» Iu eoloh·, dl· für dl· Unterdrückung der unerwUmeehten Terrielfältigungeprodukte, wie 3182 und 0102 vorge- / •eilen «lad, aber ·■ kenn auch eöglioh «ein, etattdeeaen die··.

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Produkt· Mittel· elnee einsigen gemeinsamen Filtere au unterdrüeken, BMh dta dl« Ausgänge der Terrlelfältigerkreiee 11/2· ·. M»-1/m gemeines* übermittelt werden. Auen In Al·«« Fall gilt ne«h Alt Al« Bedingung (2) eineohlleiende Ungleiohung (4)· Aa Al· Stall· dtr Ungleiehung (3) «u8 JeAooh die ünglelohüng

JTo₁ ♦ fog (5) treten, Al« nleht duroh die Ungleiehung (4) gedeckt 1st·

Wenn all· Trägerfrequenzen gleichen Abetand ronelnander haben, und wenn dl· Frequensen fO|, fe₈,.«.fo_n In abetelgender leihenfolge liegen, dann kann die üngleiehung (5) in folgender Form geeehrieben werden»

fe« ♦ (n-1) & ♦ Z₉ ·£.£·« + fo« ♦ ^ (a-2) Λ ♦ Z₂ ^ Te₁

»enn angenommen wird, daß die Bedingungen (5a) und (1) nur alt einer kleinen Toleranz erfüllt werden, dann latt

♦ (n-2) &* (n-J/2) Δ (5b)

Sn gleloher Welee ieti Zo_n m fo^ + (η-1)Λ>^2 (η-5/4)Λ (5ο) . Damit ist angenähert

(5d)

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Pig. 6 stellt eine linselseltenband-Uodulationsschaltung entsprechend der Erfindung dar, die ei oh von der Doppelseitenbandsohaltung gtaiäß Pig. 5 dadurch unterscheidet, daß sie Filter Fo"!...Fon aufweist· Xn dieser Einselaeitenbandeohaltung werden die unteren Seltenbendslgnale S101». .SnOn oder die oberen Seltenbandslgnale S1Cl...BnCn aus den Doppelseitenbandslgnalen 8101,..SnOn duroh Unterdrückung des jeweils anderen Seitenbandea, tie in der bekannten Einselseitenbandeohaltung geoäS I¹Ig. 4 erhalten, wobei die Seitenbandunterdrückung in diesem Falle duroh die Filter FoI...Fon erreicht wird. Auf arund der Yervielfältigerkreiee Μ1/2·.·Ηη-1/η, von denen jeder Seltenbaüdsignale im Hinbliok auf swel übertragungskanäle erzeugt, können die Filter FoL..Fon, wie dargestellt, paarweise parallel gesohaltet sein, und es wird darauf hingewiesen, daß jedes dieser Filterpaare duroh ein einseines gleichartiges Filter ersetzt werden kann. Darüber hinaus dienen diese Filter aueh «ur Unterdrückung der uncrwttnsohten Vervielfältigerprodukte S1S2··.Sn-ISn + Cn-ICn, so dafi den Filtern Fu geaäfi Fig· 5 entsprechende Filter in diesem Falle nicht erforderlich sind. Die eineeinen Filter Fo1...Fon oder den parallel-gesohalteten Filterpaaren gleichartige Filter sind einfache Frequencfliter, deren Aufbau allgemein bekannt ist.

Es soll nunmehr die Anwendung der Erfindung auf eine ßinzel-■eitenband-12-KanalOrdnung betrachtet werden, die 12 Träger mit Frequenzen CI bis 012 hat, die mit 4 ktiz Abstand in einem Frequenzbereich Ton 60 - 108 kHs liegen, und die in ihren Ken ilen ent-

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•preohende Wechsel stromslgnale S1 - S12 übertragen sollt Ton denen jede· ein frequensband swisehen T₁ * 0,3 kHs und t₂ m 3,4 kHs deokt. Wenn in diesem falle Kanäle, die duroh Träger mit benaohbarten frequcnsen beetlMit sind, paarweise sussmmengelegt werden, dann ist der Unterschied swlaohen den nach dem gleichen Vervielffil tigerkreis Übermittelten Trägorfrequcnsen nur 4 kHs, was sur folge hat, daS die beiden duroh die Auedrüoke S^O^ + ^si₊i^ci₊i dargestellten Soppelaeitenband-•ignale, die im Auegang jede« Vervielfältigtvkreieee erhalten werden» aioh überlagern, und ee würde daher nicht müglioh sein, die unerwünschten oberen oderjuntoren Seitenbänder des einen Doppelseitenbandsignals su unterdrücken, ohne wenigstens teilweise das gewünschte Seitenband des anderen Doppelseitenbandeignals su unterdrücken· Um dies su vermeiden-, werden Träger mit nicht benachbarten 7requensen sur Übermittlung naoh dem gleichen Vervielfältigerkreis paarweise susamncngelegt» so daß der Unterschied zwischen den naoh dem glelohen Vervielfältigerkreis übermittelten Xrägerfrequensen wenigstens 8 kHs wird. Wenn s.B. abwechselnde Träger paarweise susammengelegt werden, dann wird der Unterschied «wischen den naoh dem gleichen Vervielfältigerkreis Ubermitttten Trägerfrequensen 8 kHs, und die beiden Doppelseitenbandslgnale sind denn S^O^ 4- ^Si+2^Oi+2" Damit wird auoh die Notwendigkeit für Tilter sum Unterdrücken der unerwünschten Prequenskomponenten, die duroh die Ausdrüoke °i^ci+2 ¹^^{14 3}i^si+2 dare*"**¹¹"⁶ werden, vermieden, da die erstere

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nur dl· frequens 8 kHs oder auf Frequenaen gleich oder oberhalb 128 IcHi enthält, während dl· letstere nur frequensen ^: iwisohen 0 und 6,8 kHs enthält· Kein« dl··tr irequenien kann daher durch Seitenbandfliter gehen, die nominell· Bandbrohgäng· Ton 60 - 64, 64-68,··· 104*108 IcHi haben und dafür vorgesehen sind, ein elnselnee, von jedes Kanal eraeugtee Seltenband naoh einen gemeinsamen übertragung»weg durchzulassen.

Bine 12-Kanalsehaltung mit abweoheelnden Trägerfrequensen, die paarwel·· susammengelegt alnd, let in Fig. 7 dargestellt. In dieser Schaltung» die im Hinbliok auf die obigen Erläuterungen keiner weiteren Beschreibung bedarf, werden Paare von nicht benachbarten unteren Seitenbändern 3101 + 3303».«810010 + 312012 eraeugt und auf den gtaeineaaen Übertragungeweg Fa kombiniert. Au· flg. 8 ist BU ersehen, da8 bei benachbarten Kanalträgern die oberen Seitenbänder des einen die unteren Seltenbänder de· anderen überlagern. Sa Jedoch die oberen Seltenbänder Tor den Kombinieren der Bänder unterdrückt werden, erfolgt keine Interferenz »wischen den einseinen Kanälen.

Die Erfindung kann auch auf andere formen von Hehrkanalf.D.M.-Systemen angewendet werden, s.B. auf ein Einseleeitenbandsyatea, bei dem die übertragenen Seltenbänder nicht alle gleiche» d.h. obere odejr untere Seltenbänder eind, sondern abwechselnd obere und untere Seltenbänder für benaohbarte Kanäle.

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In fig. 9 ist «In symmetrischer Verrielfiltigerkreis, der für dl« Durchführung der Erfindung geeignet Ist« dargestellt· Dieser Yervlelfältigerkrele tat im wesentlichen «in· Dioden» rlngsohaltung mit vier Blöden d1 bis d4» jedoch 1st der Kreis sur Yeransehauliohung seiner Symmetrie in Gitterform dargestellt. Zm Idealfall sollen alle Dioden dl bis d4 identlsob sein» und diese Bedingung kann durch sorgfältige Auswahl der Dioden annähernd erfüllt werden. Zm Betrieb dleees Kreises haben Eingangssignal* χ und y, die nach dem Diodenring über Slngangstranaformatioren ti bsw. T2 übertragen werden» ein Produktsignal s * taty sur folge» das an dsn Mlttelansapfungen der Sekundärwicklungen der Transformatoren erseugt wird· Sine eingehende Beschreibung einer derartigen Diodenringsohaltung in ihrer Verwendung als Vierquadrant-Verrielfältiger ist in der Zeitschrift "Herlew of Scientific Instrumente^N _r Norember 1959» Seiten 1039 - 1011 beschrieben.

Sin symmetrischer YerTielfältigungekrele, wie er sur Durchführung der Erfindung notwendig let» kann auoh einen oder swel Hall-Vervielfältiger aufweisen. Im Interesse der Wirtschaftlich» keit und rom Oesichtspunkt der Stabilität her, kann ein einseiner Hall-Verylelfältiger eweekmttflig sein» aber er kann unter Umständen nicht die Bedingung eines symmetrischen Vervielfältigers erfüllen» da einerseits seine Plattenelngangsimpedans relativ niedrig und unabhängig von der ?re<|uens ist» während ander er seit a seine Spulen»

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elngangslapedani üblicherweise wesentlich höher let und darüber hinaus sich mit der Frequenz erhöht, eo daß bei konstanter_f nach dem Spuleneingang übermittelter Spannung das durch den Spulenkreis erzeugte Magnetfeld bei Erhöhung der Frequenz abfällt. Jedoch kann diese Schwierigkeit an Spuleneingang in bekannter Welse durch entsprechende "Pufferung¹¹ mittels Puffer- oder Verstärker einrichtungen beseitigt werden, um eine konstante EIngangsimpedans zu erhalten, oder es kann die Beaufschlagung des Spuleneingangs von einer KonstantStromanordnung, z.B. einer Pentodenröhre oder einem üblichen Basistransistor erfüllen. Die Schwierigkeit kann auch durch Anordnung von Amplituden- und /oder Phasen-AuBgleichskreisen entweder am Spulen- oder Platteneingang beseitigt werden» die den Vervielfältiger mit oder ohne Pufferung oder Konstantstromzuführung nach dem Spuleneingang ausreichend symmetrisch machen·

Ein symmetrischer Vervielfältigungekreis mit zwei Hall-Ver-' vielfältiger ist in Fig. 10 dargestellt. In dieser Figur sind bei zwei im wesentlichen gleichen Hall-Vervielfältigern Hx 1 und Hx2 die Spulen- und Platteneingangskreise kreuzweise in Serie geschaltet und bilden so zwei resultierende Eingangskreise mit gleichen Eingangsimpedanzen und Frequenzcharakteristiken. In Abhängigkeit von den Eingangssignalen χ und y in Form von nach diesen beiden resultierenden Eingangskreisen Übermittelten Strömen

erzeugt der Vervielfältigerkreis ein Produkt- bzw· Mischsignal s in einen Auegangskreie, der durch Schaltung der Plattenausgangekreise der beiden Hall-Vervielfältiger, wie dargestellt, in Serie oder auf eine andere beliebige Weise gebildet wird. Dieses Prinzip der Querverbindung der Eingangskreise zweier Hall-Vervielfältiger, üb für den symmetrischen Vervielfältigerkreis als Ganzes resultierende Eingangskreise au bilden, die gleiche Impedanzen und Frequenzcharakteristiken für die Eingangssignale aufweisen, kannfetueh auf andere Arten von asymmetrischen Vervielfältigern angewendet werden und ermöglicht dabei ihre Anwendung in paarweiser Anordnung als einzige Einheit für die Zwecke der Erfindung. Bs wird darauf hingewiesen, daß die einzelnen Eingangskreise der asymmetrischen Vervielfältiger gleichfalls parallel oder auf eine andere beliebige Welse geschaltet werden können, vorausgesetzt, das die beiden resultierenden Eingangskreise im wesentlichen gleich sind«

Patentansprüche

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Claims (12)

PATENTANWALT Ä Tlt ,„., 1^3737U ΛΛ Telefon: 22802 IPL-ING. ERICH SCHUBERT **■ Telegramm-Adr.: Palschub, Siegen Postscheckkonten: Köln 106931, Essen 20362 Ab». Patentanwalt Dipl.-lng. SCHUBERT, 5? Siegen (Westf.), Bankkonten: Oranienstraße 14, Postfach 325 Deutsche Bank AG., Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.) 63 150 Wo/Soh. 21. Mär» 1963 Patentangprüohe

1.) Mehrkanal-Übertragungssystem mit Frequenzteilungevervielfältigung, mit wenigstens zwei Trägerkanälen, auf die entsprechend Trägerfrequenzen verteilt werden, gekennzeichnet durch eine Modulationeechaltung mit einer ersten Anordnung zum Korabinieren des Trägers eines Kanals mit einem über einen zweiten Kanal zu übertragenden Wscheelatromaignals, eine zweite Anordnung zur Kombination des Trägers dieses zweiten Kanals und eines über den ersten Kanal zu übertragenden Wechselstromsignals und durch eine Anordnung zur Vervielfältigung der resultierenden Korabinationssignale aus der ersten, und der zweiten Kombinationsanordnung miteinander, so dass ein Auegangasignal mit oberen und unteren Seitenbändern entsprechend dem Modulationsprodukt des Trägers und der Weohselstromsignale dee einen Kanals und oberen und unteren Seitenbändern entsprechend dem Modulationsprodukt des Trägere und des Wechaelstromsignalea des zweiten Kanals gebildet wird.

2.) Mthrkanal-Ubertragersyatem mit Frequenctellungsvervielfaohung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Trägerkanälen, denen entsprechende Trägerfrequenzen zugeordnet

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sind, paarweise angeordnet sind und dass für jeden dieser Paare eine Kodulationasohaltung vorgesehen ist* mit einer ersten Kombinati ons anordnung bub Kombinieren des Trägers des einen Kanals des entsprechenden Paares und eines naoh dem anderen Kanal des Paares su übermittelnden WeohselstroBslgnals, mit einer »weiten Kombinationsanordnung sum Kombinieren des Trägers des anderen Kanals und eines naoh dem einen der Kanäle su übermittelnden Weoheelstromslgnals und mit einer Anordnung sum Vervielfältigen der resultierenden Kombinationssignale aus der ersten und der zweiten Kombinationsanordnung, derart, dass ein Ausgangssignal erseugt wird, welches obere und untere Seitenbänder enthält, die dem Modulationsprodukt des Trägers und des Weohselstromsignals des einen der Kanäle und mit oberen und unteren Seitenbändern entsprechend dem Modulationsprodukt des Trägers und des Wechselstromsignals des anderen Kanals entsprechen.

3.) Mehrkanal-Ub er trägersystem mit Prequenateilungsvervielfaohung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Trägerkanälen mit entsprechenden Trägerfrequenzen in absteigender Prequenshtthe paarweise miteinander so verbunden ist, dass die paarweise liegenden Kanäle in dieser Trägerfrequenzreihe nicht benaohbarte Trägerfrequenzen enthalten und dass jeder der Kanäle eine Modulationsschaltung enthält, die eine erste Kombinationsanordnung sum Kombinleren des Trägers des einen Kanals des entsprechenden Paares mit einem naoh dem anderen Kanal des Paares su übermittelnden Weohselstromslgnal, mit einer zweiten KombinatIonsanordnung zum Kombinieren des Trägers des anderen Kanals mit einem nach dem ersten Kanal su übermit-

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telnden Wechseletromsignal und eine Anordnung zum Vervielfältigen der resultierenden Kombinationssignale aus der ersten und der aweit en Kombinationeanordnung miteinander elnschliesst, derart, daee ein Auegangeeignal abgegeben wird, welohes obere und untere Seitenbänder entsprechend dem Modulationsprodukt dee Trägere und dee Wechselstromslgnals des einen der Kanäle und obere und untere Seitenbänder entsprechend dem Modulationsprodukt des Trägers und des Weohselstronsignals des anderen Kanals enthält.

4.) System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfrequenamder Kanäle jedes Paares durch eine andere Trägerfrequenz in der Reihe getrennt sind.

5.) System nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Filtereinrichtung zur Unterdrückung unerwünschter-Frequenakomponenten, die zusätzlich zu den Seitenbändern im Auegang des Vervielfältigungskrelses in jeder der Modulationsschaltungen erzeugt werden*

6.) System nach Anspruch 2 bis 5 mit übertragung eines einzelnen Seltenbandes, gekennzeichnet durch eine Filtereinriohtung zur Unterdrückung der unerwünschten Seitenbänder der Modulationsprodukte in jeder der Modulationssohaltungen.

7.) System nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vervlelfältigersohaltung in der oder in jeder Modulationesohaltung ein symmetrischer Vervielfältigerkreie mit Diodenrings ehaltung ist.

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8.) System nach Anspruch 1 bit 6, dadurch, gekennzeichnet! dass die Vervielfältlgersohaltung in der oder jeder Modulations* schaltung ein Hall-Vervielfältiger für syätaetrisohe Vervielfältigung ist.

9·) Systea nach Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, dass der Spulenelngangskreis des Hall-Vervielfältigers eine Puffereinrichtung aufweist» die eine Angleichung der Impedanz und Trequensoharakteristiken des Spuleneingangskreis es an die des Platteneingangskreises des Vervielfältigers bewirkt.

10.) System nach Anspruch 8» daduroh gekennzeichnet, dass der Spuleneingangskreis des Hall-Vervielfältigers so angeordnet ist, dass er von einer Quelle für konstanten Strom beaufschlagt wird» derart, dass die Impedanz- und Frequenzcharakteristiken des Spuleneingangskreises denen des Platteneingangskreises des Vervielfältigers angepasst werden.

11.) System nach Anspruch 8, 9 oder 10, daduroh gekennzeichnet, dass Amplituden- und Phasenausgleiohskreise entweder in Spulen- oder in Platteneingangskreis des Hall-Vervielfältigers oder in beiden Eingangskreisen vorgesehen sind.

12.) System naoh Anspruch 1 bis 6» daduroh gekennzeichnet, dass die Vervielfältigeranordnung in der oder in jeder Modula- ° tionsBohaltung zwei im wesentlichen gleiche Hall-Vervielfälti-

ro ger enthält, die so angeordnet sind» dass sie einen einzigen

--. symmetrischen Vervielfältigerkreis bilden, wobei die Verviel-. ο

¹^ fältiger mit ihren Spulen- und Platteneingangskreisen, kreuzweise in Reihe oder parallel geschaltet sind» so dass sie zwei resultierend· Eingangskreis· mit gleichen Eingangsimpedansen und Frequenzcharakteristik·!! bilden·

13·) Verfahren zur Modulation von WeohBelstromsignalen . mit Kanalträgern, dadurch gekennzeichnet, dass ein eretes tfeehselatromsignal mit einem Träger einer ersten Frequenz kombiniert wird, ein zweites Wechaelstromsignal mit einem Träger einer zweiten unterschiedlichen Frequenz kombiniert wird und dass die resultierenden Kombinationesignale miteinander so vervielfältigt werden, dass ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches obere und untere Seltenbänder entsprechend einerseits dem Modulationsprodukt des ersten Wechselstromsignals und des zweiten Trägers und andererseits dem Modulationeprodukt des zweiten Wechselstromsignale des ersten Trägers aufweist.

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