DE1437381A1 - Signaluebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Signalübertragungseinrichtungen zur Verarbeitung von Signalen in Bezug auf Zeit und Bandbreite. Die Erfindung ist besonders auf die Zeitdeh nung von Signalen bei gleichzeitiger Beochneidung der Bandbreite gerichtet. Es ist jedoch auch möglich, gemäss der Erfindung Signale bei entsprechender Verbreiterung der Bandbreite seitlich zu komprimieren und Teile eines Signals in Basug auf Ze:it

... 2 809805/0382

1437881

A 52 843 'h h - ta

i 19S3

Im allgemeinen ist die Informationsmenge, die durch Kanal üfeertr-agea werden kann, proportional der für die übertragung v@rfüglbarei& Ssit und. der Bandfeceit© ctes Kanals<, Je breiter die Bandlteeite ia.t, raaso kürzer ist die er» forä©rlislie Z©it und umgekehrt<, In fielen fällen werden die Bauer"und die Bandbreite der Information duroh die Art bestimmt ρ in der dies© erssiigt wird«, Wenn damit di©

in nachfolgend en Söhaltmigen verarbeitet oü<bt Mi zu einem estf ernten Punkt übertragen wird _η müBB@n die Kanäle eine ausreichende Bandbreite haben, im ESsatlieiie frequenslcompcraenteii äea Signals zu tiberdie Zeitdauer unverändert Verbleibte

Es ist häufig erwünscht, die Zeit und/oter Bandbreite eines Signals zu ändern» Bs wurde schon vorgeschlagen, dies dadurch zu bewerkstelligen, dass zuerst das Signal, beispielsweig® auf einem magnetischen Band uaw** registriert wird, das mit einer bestirnten Geschwindigkeit sich bewegte Durch die Verwendung versehiedener Geschwindigkeitea i©s Aufzeichnungsträgers während der Aufnahme kann dann die Seit-Bandbreiten-Bezielmssg oder das Verhältnis dieser beiden aueinander geändert werden« Bei einen Iteerts-aguagskanal mit ausziehender Basäbreite kana dann die Band-Gesehwindigkeit ao erhöht werden, dass die

809805/0382

A 32 843 h
h - ta
3.JuIi 1963

Information in kürzerer Zeit übertragen wird. Wenn andererseits der Kanal schmal ist, so kann die Bandgeschwindigkeit reduziert werden. Die vorliegende Erfindung schafft nun ein Mittel, um ein ähnliches Ergebnis ohne Aufzeichnen zu erzielen,und die erf induiig sgemässe Einrichtung iat damit frei von vielen Beschränkungen und Einengungen, die in den bekannten Aufzeichnungs-Systemen vorhanden sind.

Gemüse der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung geschaffen worden, um ein Signal mit seinen 3?requenzkoraponenten als Funktion der Zeit, zu dehnen. Ferner wird auch eine Wobbelung erzeugt, die einen Prequenz«ZeIt-Verlauf hat_s der von der Frequenz-Zeit-Streuung des Eingangssignals verschieden ist. Das dispergierte Signal und die Wobbelung werden an einen Mischer weitergegeben, um resultierende Summen oder Differenzsignale zu erzeugen, und das sich aus dem Mlsoher ergebende dlspergierte Signal wird einer Kornpressionsdispergierungevorrichtung zugeführt, um das Ausgangssignal au erzeugen. Dadurch wird die Wobbelung mit der Dispersion des Eingangssignal in richtige Beziehung gesetzt und die Summe oder der Differenzausgang der Mischvorrichtung ausgewählt, so ist es möglich, entweder eine Zeitdehnung oder eine Zeitkompression zu erreichen. Wenn diese Beziehungen ferner richtig gewählt werden, ist es möglich, Teile des Signals in Bosug auf/Zeit umzukehren-pei richtiger

8 0 9805,0382 -4- BAD

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 . ■ - 4 -

Auslegung und richtiger Konstruktion kann ein im wesentlichen lineares Verhalten erreicht werden und zwar mit kleiner Verzerrung und kleiner Signaldätapfung« Ferner können die verwendeten Bauelemente passive Bauelemente sein Zwar wird die Erfindung im besonderen in Verbindung mit elektrischen Ausführungsbeispielen beschrieben, doch ist sie auch auf andere Gebiete anwendbar, beispielsweise auf optische und akkustische Gebiete.

Die Erfindung wird im einzelnen desweiteren im Zusammenhang mit den nachfolgenden erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen besprochen, aus denen zusätzliche Merkmale der Erfindung hervorgehen. In der Zeichnung zeigen:

Pig.l eine Blockschaltung einer Ausführungsform gemäss der Erfindung,

Pig.2a

und 2b die Zeitdehnung eines Signals« Fig.3a

bis 3e Darstellungen zur Erklärung der Wirkungsweise der Dispersionsvorrichtungen,

Fig.4

und 5 eine Darstellung der Wirkungsweise der Schaltung • der Pig.l für Zeitdehnung*

Pig.6 die Zeitdehnung unterschiedlicher Teile eines Eingangssignals in verschiedenen Kanälen.^

8 0 9 8 0 5/0382 -■ . .

A 32 843 h
h - ta

1963 - 5 -

Pig,7 eine Darstellung der Wirkungsweise der E¹Jg.1

zur Zeitdehnung mit Umkehrung von Signaiteilen, Pig*·8 eine Darstellung der Wirkungsweise" der Fig.l für Zeitkompression,

Pig»9 eine Darstellung der Wirkungsweise der Fig.l für Zeitkompression mit Umkehrung von Signalteilen,

Pig.lOa

und 10b Diagramme zur Darstellung verschiedener Bezie-

~ , hungen zu Parametern der Fig.l, um so unterschiedliche Arten von Wirkungsweisen zu erklären,

Pig.11 eine Ausführungsform mit mehreren Kanälen zur Wiedergabe unterschiedlicher Teile des Eingangssignals,

Pig.12 ein Ausführungsbeispiel für eine Vielkanal-Variante.

In Pigtl wird ein auf der Leitung 10 vorhandenes Eingangssignal einer Dehnungsdispergierungsvorrichtung 11 zugeführt, die die Prequenzkomponenten des Signals als Funktion der Zeit dispergiert. Die Bandbreite von 11 wird so gewählt, dasssi* zum Frequenzspektrum der Eingangssignale passt. Dae diapergierte Signal wird einer Mischvorrichtung 12 zusammen mit einem Wobbelsignal vom Generator 13 zugeführt.

In der Mischvorrichtung 12 werden Summen und/oder Differenz-809805/0382 _ ₆ _

143738t

A 32 845 fa

h - ta

3»Juli 1965 - 6 -

frequenzsignale erzeugt,und das eine oder das andere dieser Signale wird einer Ausgangskompressionsdispergierungsvorrichtung 14 zugeführt« Bas dispergierte Ausgangssignal der Mischvorrichtung 12 wird bei 14 komprimiert untergibt auf der Leitung 15 ein Ausgangssignal· ...

Entsprechend der Wahl der Parameter kann das Ausgangssignal der Leitung 15 eine Zeitdehnung des Eingangssignals der Leitung IO oder eine Zeitkompression desselben sein oder es können Teile des Eingangssignals zeitlich- umgekehrt sein und zwar ohne oder mit Dehnung oder Kompression· Die richtigen Beziehungen zwischen den Parametern werden weiter unten in Verbindung mit den speziellen Aueführungsbeispielen des näheren erläutert. .

7ig.2a zeigt ein Signal 16, das bei 16' in Fig.2b in Bezug auf die Zeit ausgedehnt ist. Das Signal kann so betrachtet werden, dass es aus zwei getrennten Rechteckimpulsen nach dem Durchgang durch einen Übertragungskanal von etwas beschränkter Bandbreite entstanden ist, der die Impulse abrundet und sie etwas zum Oberlappen bringt· Im allgemeinen kann jedoch das Signal eine beliebige, willkürliche Form haben, -

Zur Vereinfachung und zur Verdeutlichung wird die Wirkungsweise

80980 5/0382 _₇_

A 32 843 h fa - ta

1963 - 7 -

der Pig.! bei verschiedenen Parametern in Zusammenhang mit Impulseingangsaignalen beschrieben werden. Vielfach werden Iapulseingangsaignale angewendet,und die Beschreibung ißt hierauf unmittelbar anwendbar. Gemäss der Sampling-Theorie, wie sie auf dem Gebiet der Nachrichtenübertragung allgemein bekannt ist, können fortlaufende Signale so betrachtet werden, als ob sie aus Impulsen elementarer Breite und einer Höhe zusammengesetzt sind, die mit der Signalamplitude sich ändert. Das Signal 16 kann deshalb so betrachtet werden, als ob es aus elementaren Impulsen 17 sueammengeeetst wäre. Das gedehnte Signal 16* kann ebenfalls so betrachtet werden, als ob es aus gedehnten elementaren Impulsen 17* zusammengesetzt wäre. Die Breite der Elementarimpulse hängt von der Bandbreite der Stromkreise ab, durch die das Signal hindurchgeht. Breitere Bandbreiten ergeben schmälere Elementarimpulse und umgekehrt.

Damit reicht die Erklärung der Wirkungsweise in Zusammenhang Bit ImpuleeingangsSignalen aus, um auch die Wirkungsweise für andere Arten von Signalen verstehen zu können.

Fig.3a zeigt wesentliche Eigenschaften einer Dispersionsvorrichtung. Im allgemeinen arbeitet eineDispereionavorrichtung in der Weise, dass unterschiedliche Zeitverzögerungsn für die verschiedenen hindurchgehenden Frequenzer: oi:v-· ^·>γ 80980 5, 0382 «. * ~ O^ ^;»^r

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 . - 8

werd-en, d.h. die Frequenzen werden progressiv als Funktion der Zeit verzögerte Damit stellt die Gerade 21 eine Frequenz-Zeit- Kennlinie dar, bei der die Terzögerungazeit direkt proportional der Frequenz ist.- Wie angedeutet, wird die höchste Frequenz 22 innerhalb der Bandbreite 23 mehr verzögert als die niedrigste Frequenz 24 ·innerhalb dieser Bandbreite. Der Unterschied in der Verzögerung«- zeit zwischen den höchsten und niedrigsten Frequenzen ist bei 25 angedeutet und kann als Verzögerungsdispersion bezeichnet werden. Es ist auch möglich» die Dispersions-•vorrichtung so anzuordnen, dass niedrige Frequenzen mehr als die hohen verzögert werden, wie dies durch die gestrichelte Kennlinie 26 angedeutet ist.

Eine solche Dispersionskennlinie kann in verschiedener Weise erhalten werden. Beispielsweise kann eine Verzögerungsleitung an einer Anzahl aufeinanderfolgender Stellen angezapft werden, um zunehmend längere Verzögerungen zu erhalten, und es können Sohmal-Band-Filter mit unterschiedlichen, nebeneinanderliegenden Bandpässen

an den Anzapfungen angeschlossen werden, wobei ihre an

Ausgänge/eine gemeinsame Ausgangsleitung angesclHossen sind, wie diee beispielsweise in dem USA-Patent Kr. ' 2 882 395 beschrieben isto Entsprechend de* HaihGij/oi; ·_-,-"

80 980 5, 03 82 ''

A 32 843 h

h - ta

3.Juli 1963 - 9 -

der Verbindung der Filter an die Anzapfstellen können niedrige Frequenzen mehr als die hohen in der Ausgangsleitung verzögert werden oder umgekehrt. Gegebenenfalls können auch abgestimmte Filter unter Verwendung von Induktivitäten und Kapazitäten, die im Resonanzbereieh . betrieben werden, benützt werden, um eine Dispersion über einen begrenzten Frequenzbereich zu erhalten. Ein Hohlleiter, der in der Nähe seiner Resonanz betrieben wird, funktioniert als Dispereionsvorriehtung und kann so ausgelegt werden, dass sich eine lineare Dispersion' ergibt. Diese und andere Diapersionsvorrichtungen können entsprechend der Betriebsfrequenz, der erforderlichen Bandbreite und der Dispersion usw. verwendet werden.

Die Fig.3b, c, d und e zeigen die Wirkungsweise der Dispersionsvorrichtungen für bestimmte Arten von Eingangssignalen. In Fig.3b ist angenommen, dass die Dispersionsvorrichtung 27 eine ansteigende Kennlinie 21 entsprechend der in Fig.3a gezeigten hat· Wenn ein Impuls 28 auf den Eingang gegeben wird, so werden die Frequenzkomponenten des Impulses als Funktion der Zeit dispergiert, wodurch sich ein gedehntes Ausgangssignal,wie bei 29 angedeutet, ergibt. Wenn andererseits ein Eingangssignal mit einer fallenden Frequenz-Zeit-Kennlinie gemäss 31 der Fig.3c der

809805/0382 - 10 -

A 32 8Φ3 H
-ir- ta
3.JuIi 1963 - 10 -

gleichen Vorrichtung 27 zugeführt tiird, so e rg:.bt sich ein Ausgangsimpuls 32. Dies wird ohne weiteres verstanden, wenn in Betracht gezogen wird, dass die höchste Frequenz des Eingängesignals 31 vor der niedrigstes Frequena auftritt ο wobei dann die Dispers icasvorrichtung 27 die :iöchste Frequenz mehr als die niedrigste verzögert. Wenn c'aher die Frequenz-Zeit-Kennlinie der Dispersionsvorrichtung an die Frequenz-Zeit-Änderung des Eingangssignals angepasst ist, so verlassen alle Komponenten des Eingangssignal die D13-persionsvorrichtung ungefähr zur gleichen Seit, so dass sich ein Impuls 32 ergibt.

Fig.3d zeigt eine Disperionsvorriehtung 33 m;h einer fallenden Frequenz-Zeit-Kennlinie 26 entsprechen, den in Fig.3a gezeigten. Wenn ein Impuls 28 einer solchen Vorrichtung zugeführt wird, so ist das Ausgangssignal 29' ein gedehntes Signal entsprechend 29 in Fig.3b, jedoch erfolgt die Frequenzänderung in umgekehrter Eichung in Bezug auf die Zeit. Damit funktionieren in den Fi;,3b und 3d die Dispersionsvorrichtungen 27 und 33 als Dehmngsdispergierungsvorrichtungen und ergeben Ausgangssigiale, bei denen die Frequenzkomporienten des Eingangssignal? in Bezug auf die Zeit gedehnt sind. _--— "^J^

In Fig.3e wird das Eingangssignal 31' mit positiver 80980 5/0382 -11-

A 32 845 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 11 -

Steigung der ^ispersionsvorrichtung 33 zugeführt und infolge der negativen Steigung der Kennlinie 26 ergibt sich ein. Impuls 32. Damit ist die Wirkungsweise ähnlich der Jig.3c In "beiden fällen wirken die Dispersionsvorrichtungen als Kompressionsvorrichtungen.

Einige Disperaionevorrichtungen sind in der Lage, Signale in beiden Richtungen durchzulassen und ergeben Kennlinien 21 oder 26 $e nach der Durchgangsrichtung. Andere haben nur einen Durchgang in einer Richtung,und die Neigung der Kennlinie hängt von der'speziellen Konstruktion ab.

Pig«4a zeigt zwei Impulse 41, 42, die einer Eingangsleitung 10 gemiies Pig.l zugeführt werden. Die Breite der Impulse ist mit WR bezeichnet·

Bei Betrachtung zuerst lediglich des Impulses 41 bei sei» nem Durchgang durch die Dehnungsdispergierungsvorrichtung 11 ergibt eich, dass die Frequenzkomponenten dieses Impulses entsprechend der Zeit ausgedehnt werden, wie dies bei 41' in Pig.4 b dargestellt ist» Die Bandbreite der Di₃-pereionevorrichtung 11 ist hier mit B. ' bezeichnet und die Verzögerungsdispersion mit C γ- -. Die Wirkungsweise

der Dispersionsvorrichtung 11 ist ähnlich der in Fig.3b -

<■■■' ... '-.■ ^r

dargestellten. ^l

8 0 9805.0382 ... χ..

A 32 843 h

h - ta

3·Juli 1963 - 12 -

In ,e-ia-er praktischen Konstruktion kann eine Bispersio-isvorrirohtüQJg eine allgemeine Verzögerung aller auf sie einwirkenden Frequenzen zusätzlich zu einer VerzSgerungsdisjersion ergeben. Derartige Gesämtverzögerungen werden im ϊοΐ-genden nicht beachtet, um die Erklärung zu vereinfachen,, da ihre Wirkung für den Fachmann ohne weiteren verständlich ist und bei bestimmten Anwendungen ohne weiteres in Betracht gezogen werden kann.

Fig.4c zeigt eine Wobbelung 43, die durch einen Wobbelgenerator 13 erzeugt wurde. Die Neigung der entsprechenden Kurve ist derart, dass eine Bandbreite B_ während einer Zeit TT-rbeetrichen wird« Wie dargestellt, ist die Neigung der Wobbelkurve 43 kleiner als die Neigung· der Frequenz-Zeit-Kennlinie der Diepersionsvorrichtung 11 und damit kleiner als die Neigung des dispergierten Signals 41'.

D'ie in Fig.4b und c dargestellten Signale werden einer Mischvorrichtung 12 zugeführt, und es wird hier angenommen, dass das Differenz-Ausgangssignal der Mischvorrichtung verwendet wird. Damit ist das Signal vom Ausgang der Mischvorrichtung ein dispergiertes Signal wie bei 41'' der Fig. 4d dargestellt, wobei dies die Frequenzdifferenz zwischen 41' und 43 darstellt. Da die Wobbelung 43 in der gleichen Richtung liegt wie 41% jedoch eine kleinere Steigung hat?

³⁸2 -IJ. ^: _Βω GRiO

A 32 843
h ~ ta

1963 - 13 -

so hat das dispergierte Differenz-Signal 41*^f eine kleinere Steigung als das Signal 41'*

Der Kompreseiönsdisperaionsvorrichtung 14- wirä~am Ausgang ein diepergierxes Signal 41" zugeführt. Sie arbeitet in der in J?ig.3e dargestellten Art, um einen Ausganssimpuls 41^f" zu erzeugen. Die Bandbreite der Auagangsdispersionsvorrichtung 14 ist mit B. bezeichnet um ist gemäss der Darstellung gleich dem Frequenzbereich des dispergierten Signals 41". Da der Frequenzbereich des Signals 41" kleiner als der Frequenzbereich des dispergierten Eingangssignal 41* ist, so sind die Ausgangsimpulse 41'" langer als die entsprechenden Ein^angsimpulse 41. Die ungefähre Beziehung kann mathematisch wie folgt dargestellt werden:

Es sei angenommen, dass die Bandbreite B^ der Eingangsdisper ei ölvorrichtung 11 Zy^ is*· Diese Beziehung* zwischen Bandbreite und Impulsbreite wird üblicherweise verwendet, wenn eine in vernünftigen Grenzen richtige und gute Impuls-» wiedergabe erreicht werden soll« Der Einfachheit halber kann der Hub B& der Wobbelung 43 mit 1 - 1_ bezeich-

co net werden* Damit ergibt sich durch Subtraktion der i?re-

ο quenzhub von 41" zu 1 . Wenn B₀ gleich dieser Ab-

^ weiohung ist, so ist die Dauer deo Ausgangsimpulses 41*·'

σ> ungefähr ^M D, Je mehr die Neigung der Wobbelkennlinie

A 32 843 h —

h - ta

3.JuIi 1963 - H -

sich der Neigung der Diapersionskennlinie von 11 nähert, um so kleiner wird die Grosse 1 , Dies entspricht einem grösseren *D und damit e inem längeren Ausgangsimpuls 41*" bei einem bestimmten Eingangsinnulg 41.

Was nun den zweiten Eingangsimpuls 42 anbetrifft, so wird angenommen, dass dieser vom Impuls 41 durch /\t zeitlich getrennt iat. Das entsprechende Dispergiersignal 42' ist

iht gegenüber 41' um das gleiche Zeitintervall,wie bei Fig.4b angedeutet, versetzt. Wie dargestellt, ist in irgendeinem bestimmten Augenblick die Frequenzdifferenz zwischen den beiden dispergieren Signalen^lf . Naoh Mischung mit dem Wobbelsignal 43 der Mischvorrichtung 12 wird das entsprechen« de äifferenzdispergierte Signal 42" erzeugt.

In irgendeinem Zeitpunkt unterscheiden sich die Frequenzen der Signale 41" und 42" um den gleichen Betrag Af wie in Fig.4b· Da jedoch die Neigung der Signale 41" und 42" kleiner als die Neigung von 41', 42* ist, so sind entsprechende Frequenzen der Signale 41", 42" um den Betrag 4^t* getrennt, der grosser ist als Zit* Damit hat der Ausgangsimpuls 42"* vom Ausgangsimpuls 41"' den Abstand ;^r, wie dies in Fig.4e dargestellt ist,

- 15 -

809805/0382

^A 32 843 fa

ü - ta

3„Jiai 1963 - 15 -

Die Beziehung zwischen JLer Änderung in der Breite und Trennung der Ausgangsimpulse in Bezug auf die Eingangsirapulee kann wie folgt definiert werden:

Da ähnliche Dreiecke in Pig. 4b vorliegen gilt

Da Bi β γ ²R,wird

Da ähnliche Dreiecke in Fig.4d vorliegen gilt ^Bo (3)

Da B₀ V^

(4) 9

Durch Gleichsetzen von (2) und (4) und Kürzen wird

(5)

Gleichung 5 zeigt, dass das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangeimpulsabstand gleich dem Verhältnis der Ausgangs sur £ingangeimpulsbreite 1st. Damit ändert sich sowohl Im-pulsbreite alsauch Impulsabstand um gleiche Bet-age. Banit ist auch das Signal in der Ausgangsleitung 15 eine nachbildung des Signals in der EingangsieItung 10 jedoch in Bezug auf Zeit linear gedehnt. ^

80 980 5/0382 ., ■. -

A 32 845 Ii

h - ta

3.JuIi 1963 . -.16

Der Betrag der Dehnung kann durch richtige Wahl der Neigung der Wobbelung 43 in Bezug auf die Neigung der Dispereionskennlinie von 11 bestimmt v/erden, wobei die letztere die gleiche wie die bei 41' dargestellte ist. Der Unterschied zwischen den Neigungen wird umso kleiner je mehr die Neigung von 43 sich der von 41* nähert« Pie Neigung 41* ' und 4-2*' ist damit geringer, wodurch sich eine grössere Dehnung ergibt. In Pig.4 ist die Neigung von 43 2/3 der Neigung von 41'« so dass sich eine Neigung von 3:1 ergibt. Es sind jedoch auch viel grössere Dehnungen möglich »-.Wenn beispielsweise die Neigung von 43 von der Neigung von 41 um 1% sich unterscheidet, so kann eine Dehnung von 100 erreicht werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Bandbreite B_Q der Ausgangskompressionsdispersionsvorrichtung 14 schmäler als diejenige der Eingangsdispergionsvorrichtung sein kann, wobei das Verhältnis der beiden Bandbreiten ungefähr gleich dem Verhältnis der Dehnung ist. Damit

^ ist der Aufbau von 14 einfacher und auch die Kosten/be~ σ
*, trächtlich kleiner als von 11«

_o Wenn keine Verstärkung verwendet wird, so ist die Aiüpli=

tude der Ausgangsimpulse kleiner als die der Eingangsimpulse₉ da der Energiegehalt nicht gx-öesex- sein ka>\-i

„ τ? _

A 32 843 η

fa - ta

3.JuIi 1963 - 17 -

Wenn daher Verluste vernachlässigt werden, so nehmen die Amplituden im gleichen Verhältnis ab. wie die Impulslängen zunehmen. Es kann jedoch auch eine Verstärkung gegebenenfalls verwendet werden, um eine ausreichende Signalamplitude aufrechtzuerhalten. Bei einer "bestimmten Bandbreite Bo der Ausgangsdisporsionovorrichtung 14 werden die Aus gangsimpulse langer und haben eine kleiners Amplitude, wenn die Eingangsimpulse immer mehr,wie bei 41 angedeutet, voneinander getrennt werden. Dies ist in Fig.5 dargestellt.

In dieser Figur ist angenommen, dass ein Eingangsimpuls 51 ein resultierendes dispergiertes Signal 51*' aus der Mischvorrichtung 12 ergibt, das gerade innerhalb der Band« breite B$ der Ausgangsdispersionsvorrichtung 14 liegt. Frühere Impulse 52 und 53 ergeben entsprechende dispergierte Signale 52" und 53". Jeder der Impulse 54 und 55 ergeben entsprechende dispergierte Signale 54*' und 55". Die Wobbelung 43 wird nun als so lang angenommen, dass sie alle zeitlichen Vorgänge der dispergierten Signale 51* bis 55* umfasst.

Die gestrichelten Teile der im Mis^hvorrichtungaauagang entstehenden dispergierten Signale der Pig.5 d liegen ausserhalb tier angenommenen wirksamen Bandbreite B₀ -e

8 0 9 8 0 5/0382 . ' ^ ""

— 18 —

A 32 845 h

h - ta

3,JuIi 1963 - 13 -

der Dispersionsvorrichtung 14 und tragen daher nicht zur Wiedergabe der Impulse in der Ausgangsleitung 15 "bei. Damit ergibt gich eine Verbreiterung und eine Verringerung in der Amplitude, wie dies in den entsprechenden Ausgangsimpulsen 52^!5' bis 55^f?! dargestellt i&b_o

Es sei darauf hingewiesen, dass die Dauer der Wobbelung 43 gewöhnlich beträchtlich grosser als W, ist; unter der Voraussetzung allerdings, dass die Wobbelung sich zeitlich für das nächste Sampling-Intervall wiederholt. Ferner kann auch die Bandbreite der Kompressionsdispersionsvorrichtung 14 gegebenenfalls grosser als B₀ gemacht werden. Die Wirkung hiervon besteht darin, dass das Sampling-Intervall vergrössert wird.

Aus Vorstehendem ergibt sich, dass es nicht möglich ist,, ein kontinuierliches Signal in einem einzigen Kanal zeitlich unbegrenzt zu dehnen. An irgendeiner Stelle muss ein Teil des Eingangssignals weggelassen werden, wenn ein Überlappen der entsprechenden Teile des Ausgangssignals vermieden werden soll. Wenn die Ausdehnung im Verhältnis von 100:1 ist, so entsprechen den aufeinanderfolgenden benachbarten Intervallen im Ausgangssignal 1 # der Intervalle der "... - . ,_;. Eingangssignale, wobei die äazwischeuxj _ß ...., *„ Intervalle ί - 19 -

^A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 19 -

verloren sind. Zusätzliche Kanäle können verwendet werden, um diesen Verlust zu vermeiden, wie dies weiter unten noch "beschrieben wird. Die Dauer der Sampling-IntervalleT

kann und die Prequenz ihres Auftretens/durch richtige Wahl

der Parameter gesteuert werden_o

In Pig.4 und 5 stellt das mit Ύγ> bezeichnete Intervall ungefähr die Dauer des Sampling-Intervalla im Zeitmaß der Auegangssignale dar. Die entsprechende Dauer der Sampling-Periode Im Eingänge ze itinaB st ab ist %γ geteilt durch das Dehnungsmaß.

Die Sampling-Periode wird durch die Bandbreiten und die Neigungen d er Dispersionsvorrichtungen und dem Frequenz» hub und dar Neigung der Wobbelung bestimmt» Die Bandbreite und die Neigung der Prequenz-Zeit-Kennlinie der E inganged isper si ölvorrichtung 11 bestimmt damit die Zeit η£γ , wenn die Wobbelung 43 und die Dispersionecharakterietik der Ausgangsvorrichtung 14 eine ausreichende Bandbreite haben. Wenn die Dauer der Abtastung 43 kleiner als 7*j* ist oder die Bandbreite B₀ der Ausgangsdispersionsvorriohtung nicht ausreichend ist, so kann die Sampling-Dauer reduziert werden. Da jedoch die Bandbreite der Eingang3-disperaionsvorrichtung 11 grosser als die der Ausgang:.·-·

- 20 - _ —- 809805/0382 ^ ^.-'

A 32 84-3 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 20

vorrichtung ist, so ist dies normalerweise ein begrenzender Faktor.

Aus Fig«,4b ergibt eich, dass die Zeit X" und das Samplingintervall umso kürzer sind, je grosser die Neigung der Dispersionskennlinie der Eingangsdispersionevorrichtung 11 füa? eine bestimmte Bandbreite ist,

Durch Wiederholen der Wobbelung 43 sobald diese ihre obere Grenze erreicht hat und zwar in Sägezahnart wird audhdas Sampling-Intervall wiederholt. Dies ist in Fig»6 dargestellt«

Fig»6a zeigt ein Eingangssignal, das aus drei Samplingintervallen b', c* und d* zusammengesetzt ist, die sich in regelmässigen Intervallen wiederholen» Fig.6b zeigt die Sampling-Intervalle b·, die 3-mal gedehnt sind, so dass sie in öer Ausgangsleitung 15 benachbart sind. Der entsprechende Sägezahnverlauf für die Wobbelung 43 (Fig.4) ist bei 43' in Fig.6e dargestellt. Eine Abnahme des Ausgangssignals kann in einem solchen aufeinanderfolgenden Arbeiten vorbanden sein, wie dies im"Zusammenhang mit Fig,5 des näheren erklärt wird« Eg sei angenommen, dass die Wobbelung 43 bei Punkt 46 eine untere Grenze hat nr.il

~ 21 • Μ 0 9305/0382 ^-

A 32-843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 21 -

ferner eine obere Grense "bei Punkt 57 und darm rasch zurückläuft, um eine neue Wobbelung mit einer Preq,uena entsprechend dem Punkt 56 zu beginnen, wie dies durch ent-

ein«
eprechend^gestrichene und zweigestrichene Zahlen in Fig* 6e angedeutet ist. Die entsprechenden !eile der iliopergierten Eingangssignale 51' bis 55% die ein« Schiebung mit, der Wobbelung 43 ergeben und damit dispergierte Ausgangoeignale 51" bis 55¹¹ bilden, liegen zwischen den strichpunktierten Linien 58, 58** Die Frequenzbereiche der dispergierten Signale 52^!I bis 55^fI werden damit reduziert, während der von 51*',wie dargestellt, der gleiche ist. Zwar kann dies als eine ernsthafte Reduzierung der Wiedergabetreue am Ausgang erscheinen, doch wurde in Fig.5 nur eine relativ kleine Dehnung 2ur Erleichterung der Darstellung gewählt. Je grosser das Dehnungsverhältnis ist, um so weniger wichtig wird dieser Paktor. Es ist nicht erforderlich, dass die Ausgangssignale benachbart sind; eine längere Wobbelung 43 kann verwendet worden, bevor eine Wiederholung auftritt.

In der Darstellung und in den Zeichnungen sind die Impulse ^

cx> der Einfachheit halber und zum leichteren Verständnis ο

cn rechtwinklig dargestellt« Eö sei jedoch darauf hingewieesen,

dass diese Impulse idealisiert sind und dass infolge äer

endlichen Eandbreite der Schall.. agen, clureh die sie hincTuich" "

ORIGINAL

^A 52 843 h
h - ta

- 22

gehen ₉ Im allgemeinen eine gewisse Abrundung_ eintritt _n Die relativen Amplitudes und 3?ormen der Ausgangsimpulse hängen etwas in einem gewissen Umfang von- der genauen Fora der Eingangsimpnlse a"b_o

Di© B&iaer äes Saiapllng-'lnt ervalles hängt ebenfalls von den gferlnialsn Vb₉ die- zu ihrer Definierung verwendet werden» Venn eine Abnahme um. 3öB in- der Energie der Aua gangs Impulse an des E»asa des Sampliag-Interiralls als Kriterium verwendet wiM, tiad eine Bandbreite B^ ' der Dispers!oneausgangs- "Wos^iQhtung 14 glöleii dem Fre^uenzdispersionsbereioh des Sigsals la ier Mitte des Sarapling-Intervalls (wie in Flg„5ä£ü:t?5i^s?) ist, so nähert sich das Sampling-Intervall QBhv %η* auf dem Ausgangszeitmaastab "bei grösseren Dehnungen,, S¹Ur kleinere Dehnungen kann das Sarapling-Intervall etwas grosser als Tj" sein. Wenn eine grössere Abnahme in der Impulsenergie als Kriterium verwendet wird, so iet daa Sarnpling-Intervall entsprechend grosser, übersteigt jedoch normalerweise nicht den Ausdruck 2 7?γ

In Fig*? ist eine Auswahl von Parametern der Fig.l dargestellt, wodurch sich eine Zeitdehnung der Eingangssignale mit einer Zeltumkehrung innerhalb der Sarapling-Intervalle ergibtο Der Eingangsimpuls 61 Ist bei 11 dispergiert und ergibt ein gedehntes Signal 61*, wie dies oben beschrieben 809805/0382 -23« ^. ^"

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 ~ 23 -

wurde. Die Wobbelung 62 des Generators 63 hat jedoch eine Neigung die grosser ist als die öee dispergieren Signale 61 *. Damit ist das Ausgangs-Differenz-Signal der Mischvorrichtung ein dispergiertes Signal 61" mit einqr negativen Neigung. Mit Hilfe der AuEgangsdisper3ione-Vorrichtung 14 und zwar einer Art, wie aie in Pig.3c gezeigt ist, wird nun ein Ausgangs impuls 61"' erzeugt. Dieser Impuls wird gedehnt, da der Frequenzbereich von 61*· kleiner ale der von 61' ist.

Der nachfolgende Eingangsimpuls 63 erzeugt ein dispergiertes Signal 63' und bei Mischung mit der Wobbelung 62 ergibt eich ein dispergiertes Signal 63'*» das ebenfalls eine negative Neigung hat. Da das dispergierte Signal 63' jedoch später als 61* beginnt, so ist die Wobbelung 62 bei einer höheren Frequenz wie dies bei 64 angedeutet ist. Das Differenzsignal 63" beginnt damit bei einer Frequenz, wie eie bei 65 dargestellt ist, die kleiner als die anfängliche Frequenz 66 von61·^f iot und später auftritt. Hierdurch ergibt sich ein entsprechender Ausgangsimpuls 63'", der vor 61*·' auftritt. Dies ist die Umkehrung des Eingangs· impulsfolge, wie dies ohne weiteres aus den Pfeilen hervorgeht, die die entsprechende Eingangs- und Ausgangsiiapulae 61, 61» ·' markieren. ^*

8 0 9 8 0 5,0382

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 24

Wie dies im einzelnen in Fig.3c des näheren erklärt wurde,, ergibt sich nun, dass die durch Punkt 65 dargestellte Frequenz durch die Auagängsdispersionsvorrichtung 14 nicht so viel verzögert wurde, wie die entsprechend dem Punkt 66_c Die tatsächliche vorhandene Zeitdifferenz ist durch die Linie 66 in Fig„7ä dargestellt, die die Zeitdifferens zwischen ähnlichen Frequenzen 65 und 67 der beiden dispergierten Signale darstellt. Damit treten entsprechende Frequenzen des dispergieren Signals 63'' aus der Diaper™ sionsvorrichtung 14 vor den Frequenzen dos Signals 61" aua.

Unter der Annahme, dass die Wobbelung 62 periodisch wieder für die entsprechenden Sampling-Intervalle wiederholt wird, entsprechen aufeinanderfolgende Sampling-Intervalle in der Ausgangsleitung 15 aufeinanderfolgenden Sampling« Intervallen in der Eingangsleitung 10,wie dies oben in Verbindung mit Fig.6 erklärt wurde. Jedoch ist das Ausgangs« signal in den einzelnen Samplingi-Intervallen in Bezug auf das Eingangssignal in diesem Sampling-Interval! de?.' Zeit nach umgekehrte

Wie aus Fig.8 hervorgeht, kann durch Wahl der «ntsp.oecaörÄt-ri Parameter der Pig/i eine Sxgnalkotripre,y#j.or.' si,?/:;'-: ,;·.;.?;■'. r

Dehnung ί>τ&?υ'?-- •■^'"■'ic-n. ·~±ϊ, /> ·ί.-'."· .':- *·':■■ '. ■ .·' · ·_-__ _„^.,., 80980 50382 --> -■-.--:. -.:-

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 25 -

71, 72, die in der Eingangsleitung 10 -vorhanden sind. Die Impulse sind langer als die in den vorherigen Figuren dargestellten, um einen Vergleich zu erleichtern»

Die Impulse werden in der Eingangsdispersionsvorrichtung 11 dispergiert, um so entsprechende dispergierte Signale 71 % 72* zu erzeugen. Da die Impulse breiter sind, kann die Bandbreite Bj^ der Dispersionsvorrichtung 11 enger oder schmäler sein. Die dispergierten Signale 71'♦ 72* werden mit der Wobbelung 73 des Generators 13 gemischt« In diesem Beispiel 1st die Neigung der Wobbelung 73 grosser als die Heigang der dispergierten Signale 71*, 72»,d.h. grosser als die Neigung der Diaperaionskennlinie der Diapereionsvorrichtung 11. In diesem Beispiel ist ferner das Ausgangs-Summen-Signal der Mischvorrichtung 12 verwendet· Damit ergibt der Ausgang der Mischvorrichtung 12 entsprechende dispergierte Signale 71^lf, 72", deren Neigungen grosser als die der entsprechenden Signale der Fig.8bsind« Die Kennlinie der Ausgangsdispersionavorrichtung 14 ist in Pig.3e dargestellt und deren Bandbreite Bj₀ ist so breit, dass der Frequenzhub von 71" aufgenommen werden kann« Infolge die. ser breiteren Bandbreite sind die entsprechenden Ausgangsim- oo

ο pulse 71"' und 72"' schmäler als die entsprechenden «°

Eingangsimpulse. Der Abstand der Ausgangsimpulae ist ent- ^ sprechend dem Verhältnis der Impulsbreitenkompression <=>

- 26 - κ,

A 32 843 h

h « ta

3.JuIi 1963 - 26 -

reduziert, wie dies in .den Gleichungen 1 - 5 im einzelnen dargestellt wurde _a

Durch Erhöhen der Neigung der Wobbelung 73 und einer entsprechenden Erhöhung der' Ausgangstajidbreite B^ können gröasere Kompressionen erzielt werden.

Ik fig·9 ist eine Auswahl von Parametern der fig^l dargestellt _s dureh die ein© Signalkompressio« erzeugt wird und zwar mit einer Zeitumkehrung inxjerhalb der Samplinginter-» valle« Hier werden die Eingangsimgulae 75, 76 dispergiert, um Signale 75·'» 76· wie in Fig.8 angedeutet, au bilden,, Sie Wolsfeelung 77 des Generators 13 hat ^edoolj eine .^3igusg_yttnä es wird der Differen^ausgaßg der M tung 12 verwendet. Wenn dalisy die Wo>bb©l«jg 77 voa äem

Signal 75' abgesogen wird_? so hat des sieh -eiispeapgierte Signal 75^ft ©iss® aegatiTe !Seigimg« dass iie■Meigung ä@r Wobbelung 7? sssreiafeeM gross gemacht wird, tea,mn ä&r iT&^umnzbuh i@g Signals 75^{f i:} ea?h©1sllch grosser <mls d@r foia 75* gsmastht weräsn» ΒΦί φIe^ Mejse^giesp-iKassialini©· το» 14 ^i© is flg_c3© ias?g@g:^A3^11-t 껀 bei einer ©ϋβ^Θία^ΕΚΙαΕ Easi'feeit© ksEia äslis;? ©i® ϊ^Μ^ί^

75'ⁱ⁸

Baß fiispe^gifS3?i€> Signal 7S" wird is ätoll@äe3? Weies alt fies⁵ 309805/0382 ' - 27 «

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 27 -

Wobbelung 77 gemischt, um ein dispergiertes Differenz-Signal 76^lf zu ergeben. Da gleiche Frequenzen für 76^f' voi* solchen von 75*' auftreten, so erscheint der entsprechende Auegangsim-puls 76^f'· vor 75*^f'·

In den vorerwähnten speziellen Ausführungsbeispielen sind die diepergierten Eingangssignale mit positiver Eeigung und auch die Wobbelung mit positiver Neigung dargestellt. Durch Änderung der relativen Neigungen und durch Verwendung der Summen- oder Differenzausgänge der Mischvorrichtung können die resultierenden dispergierten Signale der Mischvorrichtung positive oder negative Neigungen haben und ferner einen Frequenzhub der grosser oder kleiner ist als die entsprechenden dispergierten Eingangssignale*

In Fig.10 ist ein Diagramm allgemeinerer Art zur Erläuterung der Auswahl der Parameter für eine bestimmte Wirkungsweise dargestellt. Die Fig.10a trifft auf Fälle zu, bei denen der Differenzausgang der Mischvorrichtung 12 verwendet wird. Die Neigung der dispergierten Eingangssignale wie eie von der DispersionBvorrichtung 11 kommen, ist bei 81 dargestellt. Wenn die Neigung der Wobbelung des Generators 13 zwischen der Linie 82 und 81 liegt, so ergibt sich eine Dehnung. Die Linie 82 stellt eine Grenze dar. bei der die Wobbelung eine KuIl-Neigung nat, und ss e-:-|:..-.; ,ii;L B Π 9 8 0 5 0 3 8 2 - tf

A 32 845 h
h - ta

1963 . - 28 -

dann weder eine Dehnung noeh eine Kompression. Wenn die lieiguag der Wobbelung sioii der von 81 nähert, werden

jüQUüe
grosser wesr Dehnungen erreicht, die bei der Linie Sl theoretisch unendlich sind. Fig.4 ist das Beispiel für die Wirkungsweise und für das Arbeiten in diesem Bereich.

Pur öle Hoigungen der Wobbelung zwischen der Liaie Sl und 83 ergibt sich eine Dehnung -mit Zeitumketaimg innerhalb der Sampling-Intervalle, ^¹Ig.? aeigt ein Beispiel für das Arbeiten in diesem Bereich. Die Dehnung ist in der Mhe der Linie -81 ein Maximum und wird bei der X>i»ie S3₉ wo die Heigung der Wobbeikennlinie den doppeltes Betrag

/gleich Bins , & .. ,

der Eingangsneigung hat^ d„h· es ist tß^S sJZß^ -Die letzter® Wirkung kann in Zusammenhang mit Wigd ver=» standen werden, aus der hervorgeht, dass die lelgaug des Differenzsignals 61'^s dem Betrag nach gXeieli Sl⁸ und in der Richtung umgekehrt zu 61' ist, wenn Si® Wobbelung 62 die doppelte Neigung des äispergiertis Eingangssignals 61' hat. Infolgedessen ergibt sich keine Dehnung oder Kompression, jedoch tritt eine Sampliag-Umkehrung ein.

Zwischen den linien 83 und 3$ ergibt sich eine Loiapression und eine Saiapling-Umicehruiig» Ein derartigor Zustand

in diesem Bereich ist in Fig.5 nar^c-ütellt — -

P 0 9 S 0 5 / Q 3 8 2 ' ' ·· '

A 32 843 h

h - ta

3.JuIl 1963 - 29 -

Es ist ferner möglich, die Richtung der Wobbelungs-Frequensskennlinie des Generators 13 so umzukehren, das ti ale eine negative Neigung hat. In.diesem Pail liegt de? Arbeitsbereich zwischen Linie -82 und 85, wodurch sich eine Kompression ergibt. Dies ergibt sich im einzelnen aus der Fig.8. Wenn die Wobbelung 73 nicht positiv, sondern negativ ist und von der Wobbelung 71* nicht addien sondern abgezogen ist, ao ergibt sich der resultierende Ausgang der Mischvorrichtung,wie in 71" dargestellt, mit ähnlichen Ergebnissen.

Fig.10b zeigt ähnliche Neigungsverhältnisse unter der Annahme, dass der Summenausgang der Mischvorrichtung verwendet wird. Auch hier stellt die Linie 81 die Neigung der Dispersionseingang skennlinie dar. Wenn die Wobbelung vom Generator 13 zwischen den Linien 86 und 87 liegt, so ergibt sich eine Kompression de3 Ausgangssignals. Fig.8 ist ein Beispiel dieses Bereiches.

Wenn die Wobbelung zwischen der Linie 86 und 88 liegt, wobei die Neigung der Linie 88 gleich der Grosse derjenigen der Linie 81 X3t, ergibt sich eine Dehnung. Wenn. daher in Fig.4 <lie Wobbelung 43 eine kleine negative Neigung hätte und zu dor Wobbelung 41' hinzuaddiert würde, oo würdii die Root»! tiefende'41'' eins kioine poaitive

809805/0382 s '■

- 30 - , $■

A 32 843 h

tt - ta

3.JuIi 1963 - 30 -

Neigung _#wie dargesißLlt ,haben. Wenn die negative Neigung sich der Gröese der Neigung von 41' nähert, so hätte die Resultierende 41'' eine sehr kleine Neigung entsprechend einer grossen Dehnung«

Zwischen den Linien 88 und 89, wo die Neigung der Linie zweimal so gross ist wie die der Linie 81, ergibt sich eine Dehnung und eine Zeitumkehrung innerhalb des Sampling— Intervalls· Wenn daher in S¹Ig.? die Wobbelung 62 eine negative Neigung und zwar in gleicher Grosse wie die positive Neigung von 61^r hat, und diese Signale addiert, werden, so würde das resultierende dispergierte Signal 61*' eine Null-Neigung entsprechend einer unendlichen Dehnung haben. Bei grSsseren negativen Neigungen der Wobbelung 62 würde die Dehnung endlich werden und Bins erreichen, wenn die negative Neigung von"T>2" zweimal so gross wie die von 61' ist. Eine Sampling-Umlcehr würde immer noch auftreten, da die dispergieren Ausgangssignale 61 ¹ * und 62*' die gleiche Beziehung wie in Flß.ld haben wurden,

Zwischen den Linien 89 und 9I tritt eine Kompression und eine Sampling-Umkehrung ein» Wenn daher in Fig.9 die Wobbelung 77 negativ wäre und mehr als zweimal so gross wie die Neigung von 75% -aο würde die Summe der beiden ein dispergiea^ tea" Signal 75" von negativer Neigung,w·Λ einen Sei ■ " '.. · " .- 31 -■■

A 52 943 h

Ii - ta — . ■

3,Jttli 1965 - 51 -

let als der von 75'« trag ergeben,der grSsser/jDsmlt wären die Beziehungen ähnlich wie die in 3?ig.9d gezeigten'.

Huron Yergleich der Fig.10a und 10b ergibt sich, dass Dehnung ohne Sajapling-ttakehr dadurch erreicht werden kann_r dass eine Wobbelung verwendet ,wird, deren Neigung in ihrer ffröase nicht grosser als die Seigung der Kennlinie der Expansionsdispergierungevorrichtung ist. Entsprechend der augehörigen Neigungsvorseichen ist der verwendete Suaueen- oder Differenzausgang der Mischvorrichtung derjenige, der eine Dispersionsneigung der resultierenden diaper« gierten Signale von erheblieh kleinerer Grosse ergibt als 4ie der dem Mischer zugeführten Signale. Für die Sampling-ÜBkehr ist die Wobbelung-Sennlinlen-Neigung grosser als die Disperaionsneigung der Signale zur Mischvorrichtung₍ und entsprechend der zugehörigen Neigungsvorzeichen wird der Sumsen- oder Differeneausgang ausgewählt, so dass sich resultierende dispergierte Signale ergeben, bei denen gleiche Prequenzeh in umgekehrter Zeitfolge mit ähnlichen oder gleichen Frequenzen in den der Mischvorrichtung zugefOhrten dispergierten Signalen auftreten« Wenn die WobbelungB^Heigung ein- bis zweimal so gross wie die Dispersions neigung der dem Mischer zugeführten Signale ist, so ergibt sich eine Dehnung mit einer-Sampling-Umlcehr und oberhalb dieses,Bereiches ergibt sich eine KnicpTCsslun mit Samplj,

80 9 80 5/038 2 ~ 52 -

A 32 845 b*.

h ~ ta

1963 . - 32

XJiskeiis?« Für. Kompression ohne Sainpliisg^UBifcelir werden «lie Wol&eluzig&elgmsg und üeT Sasmen- oder €®r Ml&Qhvozrtieh&wag: so ausgewählt, ciass sieh signale ergeben_r dereB Bispersionsneigung grosser ist als 11© des·* Eisigang&signale wiü gleielie Frequensseii In den Eisig^B^saigßalSB■-tretea dann lsi' übt gleichext-'Zeitfolge. ~

la äem -

@i%©lt©m» Sie Heigimgea

Itsii© übt Aimgwßg

aligig.'BetspieZa laiai

■tfesämm Wmmm* iss di©

Srgeboleee 'sa-'es'gieissi·"⁷" ',^v.*

"■■■.■■■ 0^5-Oi^-üy·¹..»-

«09808/0382 - "^: ^ "-. " ' ': ■ ' ^:

* 52 843 it

1963 - 35

Baa auf der Leitung Xl auftretende Eingangssignal im allgemeinen ein VideofrequeE&, ein oder ein Rundfunkfrequens-Signal sein, Bsr tat jedoch oft schwierig, ei» breites Band aufweißende Disperaionavorrientungen aar Verwendung bei ?iäeo~yret^u®»2 struieren. lewer Ιεβηΐι die Koastruktion unft die von DiapersionsTorrichtungöB der gewürzhteK Bandbreite und leigung bei einigen Preq.ueaabereichen öir_;facher ale bei anderen sein· Infolgedessen können die' Fr^quenaTaänder an veraohiödenen Tankten in der Anordnung geniale flg«l im ?req.uenaepefctru8i entepreoiiazäd um BrfürdernisaeB der lietreffenden AnwenduKg nach oten oder unten sor Ußreiniaohußg Konstruktion der Bauelemente uew· verechobea «erden,

kann dadurch bewerkstelligt «erden» dass räch dem Oberlagerungeprinaip arbeitende HisöhvorriciitungeK an geeigneten Punkten eingeführt werden^ wobei eine feste örtliche Oassillatorfrequenz zugeführt wird»

BIe Höhe des Yereöhiebena des Signalbandes wie dies hierdurch eingeführt wird« hängt von der freojiesm See Oszillators lib und ferner davon, ob die Summe oder der Difforenaauagang

der Mischvorrichtung verwendet wird, Diese Überlegungen sind für jeden Paohraann ohne weiteres einleuchtend und bekannt«

809805/0382

*·» JJÄS. " «*=»■

ein'^eiterö? * £a£rf;ar - in Betrac&t gesogenger&en, -Rens eine so/lebe Versüfi:ieb.un$..verwendet wird»'Wenn eim diegesgiertee Signal mit gegebener tteigung oäer ein« Wobbelung gegebenes? neigung*an-eine Itifietarörrlchtung

angelegt- wird, so kann Belgaag wie. -

Sie

£ej^|tett*'Sig|taie'..oAer-jlles^>

als

wie-.das-

derjenigen- des diBpergierten-

liegt_ft so feat. uen> Sunuaenauegang die der Mf£erens&usgang' dii9

«tt -der

im ^re^tiensspektrtOK die

der Bigaal®

um die Konstruktion;

i. zu verwenden'

Bei "äen -spesielleis bier

.,' - - 80 9SOS/03

35

A 52 843 h

h - ta

1963 - 35

bei denen der Differenzausgang des Mischers 12 verwendet wird, wird—angenommen, dass das Frequenzband der Wobbelung des Generatore 13 unterhalb des Frequenzbandes des diaper» gierten Signals der von der Leitung 11 ist, so dass der Differeazausgang der Mischvorrichtung dem Subtrahieren der Wobbelung von dem dispergieren Signal entspricht* Sg iat ferner möglich, eine Wobbelung zu verwenden, deren 3?re~ quenzband oberhalb des dispergieren Eignais liegt, vorausgesetzt, dass die Änderung in der Steigung des Ausgangss%-nals in der richtigen Weise in Betracht gebogen wird«, Wems beispielsweise in Fig.4- das Frequenzband &®$, Wobbelung 43 oberhalb dem des dispergieren Signals 41' «are» eo würde der Bifferenzauegang der Mischvorrichtung €ia «Hspergiertög Signal 41* ^fvom gleichen FrequenKbereieh^ wie dargestellt_$ ergeben, jedooh ^VOis sntgegengesetstsr Neigung« Die neigung der Kennlinie der Bispersionsvorriehtmsg 14 köaate dans migekehrt werden, um das gleiche Eesultat %®. esreichen oder

dae diepergierte Signal könnte äurch ibesrlagerang^ wie oben beschrieben, umgekehrt werden.»

Damit ist eine erhebliche Flexibilität Ie iex* der Bauelemente dureb riclitigo Wahl äiesey'fatetc.ysa aöglicfe"

Bel -sielen Anwendungen kern® ®& erwüneeht

809805/0382

il«

A 32 843 H
h ~ ta
3«Juli 1963

Intervalle in Bezug auf das zeitliche Auftreten von anderen Ereignissen in der Einrichtung auszuwählen, in der die Er~ findung verwirklicht wird. Dies kann dadurch erreicht 'werden, dass eine geeignete Synchronisierung des Wobbel-Generators 13 durchgeführt wird. Eine Synchronisierung solcher Generatoren ist an sich bekannt« Beispielsweise können Synchronisierimpulse an einem geeigneten Punkt der Einrichtung abgenommen und zur Steuerung der Einleitung des Wobbeihubes verwendet werden* Wenn die Eingangssignale in zeitlichen Abständen auftreten, so kann der Einsatz der einzelnen Signale verwendet werden, um den Generator 13 einzuschalten, wobei gegebenenfalls eine geeignete Verzögerung im Signalkanal vorgenommen werden kann/

Wie aus der Zeichnung, beispielsweise Pig.4, hervorgeht, sind die Impulse der Ausgangsleitung in Bezug auf die entsprechenden Impulse der Eingangsleitung verzögert«, Inso* fern als der Anteil des Eingangesignals »der in der Ausgangs-' leitung erscheint, von der zeitlichen Steuerung der örtlichen Abtastung des Generators 13 abhängt, kann durch geeignete Steuerung dieser zeitlichen Vorgänge jeder gewünschte J-'eil eines Eingangssignals zum Erscheinen im Ausgangsstromkreis nach einer geeigneten Verzögerung und zwar mit Dehnung, Kompression, Zeitumkehr usw. gebracht werden. Dies kann "bei der Behandlung der Signale für har:-tiii;*r;o "T^elre ^

^Δ 32 843 h

Ii - ta

1963 - 37

von Vorteil sein»

Bei vielen Anwendungen können übliche WobbelgeneratoreK verwendet werden. In einigen fällen ist ea jedoch" zweckmassig, eine DiapersiönsvorriGhtung zn benützen und dieser-Impulse zuzuführen, um die Wobbelung gemäss den 3?ig,3"b und 3d zn. erzeugen.

In der obigen Erklärung der ffige^, 5 und 7* wo eine Zeitdehnung erzeugt wurde, wurde darauf hingewiesen, dass daa Eingangssignal zerlegt wird und nur solche Teile des Eingangssignal3, die innerhalb von Sampling—Intervallen erscheinen oder auftreten, erscheinen im Ausgang des Kanals» Um eine vollständigere Dehnungdea Eingangssignals zu erreichen, können zwei oder mehr Kanäle,wie der in S¹Ig.!. gezeigte, verwendet werden. In diesem Fall kann das Eingangssignal allen Kanälen zugeführt werden und die Wobbelung vom Generator 13 in den verschiedenen Kanälen von Kanal zu Kanal so verzögert werden, dass die Sampling-Inter» valle eines Kanals mehr oder weniger durch die Sampling-Intervalle in anderen Kanälen ergänzt werden. Insofern als der Ausgang der Eingangsdispersionsvorrichtung 11 nur während der Sampling-Intervalle in einem bestimmten Kanal verwendet wird , kann dieser jedoch gemeinsam für die verschiedenen Kanäle benutzt werden. Beispiele hierfür sind

80 980 5/03 8 2 „₈ * - —-*

^J ~ - QfD DRIGlNAi.

37381

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 33

in Pig.ll und 12 dargestellt»

In Mg.ll wird die Ausgangsspannung der Ausgangsdispersionsvorriehtung 11 einer Vielzahl von Mischvorrichtungen 12, 12», 12** usw. zugeführt» Die Ausgänge der Mischer werden den betreffenden Kompressionadisperaionsvorrichtungen 14, 14% 14*^? usw. zugeführt-, die alle identisch sein können. Den Mischvorricbtungen werden ähnliche oder gleiche Wobbelungen zugeführt, die von Kanal zu Kanal verzögert sind. [Wie im einzelnen dargestellt, wird eine Vielzahl von Generatoren 13, 13% 13^rf usw» verwendet und die Wobbelungen werden nacheinander unter Steuerung einer Steuerschaltung 95 eingeleitet. Damit erscheinen unterschiedliche Teile des dispergierten Eingangssignals in den Mischer- "* ausgängen. Die Wirkungsweise wird im Zusammenhang mit Pig.5 verständlich. Wie dort dargestellt, erscheint bei einer bestimmten Wobbelung 43 ein bestimmter Teil des EingangBsignals in Fig.5a.am Ausgang des Mischers 12 wie in Pig.5d dargestellte Bei einer Bandbreite von B^ für die Ausgangskoapressionsdispersionsvorrichtung 14 erzeugen nur dispergierte Signale innerhalb dieser Bandbreite Ausgangsimpulse in der Leitung 15_gwie in Fig.5e dargestellt. Diese dem lEpttle 55 vorhergehenden und dem impuls55 nächfolgenden EingangeiiBpulse erzeugen keine Ausgangsiiapulβe für die

betreffende, dergestellte ^?Wobbeluiäs 43v ^v " ' " " ' BO90O 5/0382 - ^: ..J₉.

A 32 843 h

h - ta

3.JuIi 1963 - 39 -

Wenn eine weitere Wobbelung ähnlich wie 43, Jedoch um ein Intervall *&ψ verzögert, erzeugt wird,, so würden Teile des Eingangssignals innerhalb des nächsten Sampling-Intervalls in der Ausgangsleitung erscheinen.

Wenn daner in Pig.11 die Wobbelung von den Generatoren 13, T3¹ usw* um *Vf verzögert worden, so erscheinen Teile des Eingangssignals der Leitung 10 wie sie in benachbarten Sampling-Intervallen auftreten in den Ausgangsleitungen 15» 15^f# 15* * usw, Gregebenenfalls kann natürlich eine grössere Verzögerung in den Wohbelungen verwendet werden, so dass die Sampling-Intervalle nicht benachbart sind»

Fig.6 erläutert diese Wirkungsweise für drei Kanäle und eine Dreifach-Dehnung. Die Eingangssignalteile V erscheinen in der Ausgangsleitung 15|Wie bei (b) dargestellt, wobei die Wobbelung vom Generator 13 bei (e) gezeigt ist. Teile

c' erscheinen in der Ausgangsleitung -15¹- wie bei (c) dargestellt, wobei die Wobbelung bei (f) zu sehen ist. Die Teile <J» erscheinen in der Ausgangsleitung 15" wie bei (d) dargestellt, wobei die Wobbelung bei (g) zu sehen ist*

Anstatt getrennte Wobbeigeneratoren 13, 13' usw. su. ver-*. wenden, wie dies im einezlnen in Pig.11 speziell darge-

¹It ist, könnte ein einziger Wobbel-Öenerator verwendet 809805/0382 _fr ^-- ■

4 37381

A 32 845 h

h -~ta

3.JuIi 1963 - 40

und rait entsprechenden festen Frequenzen in ©iner Vielzahl von Mischern überlagert werden, um so die Wobbelung in der oben beschriebenen Weic*s einer Frequenzversehiebung nach oben oder unten zu unterwerfen. Durch richtige Wahl der Verschiebungen und der Wobbeidauer können Wobbelungen erhalten werden, die bei Anwendung auf die entsprechenden Mischvorrichtungen 12, 12^f, 12" usw. die richtigen Ausgänge für die Kompressionsdispersionsvorrichtixngen 14, 14', 14^tf usw. ergeben₀

Eine weitere Art der Vergrösserung des Verwenüungsbereiches von Eingangssignalen ist in Fig.12 dargestellt. Hier wird eine einzelne Mischvorrichtung verwendet* und es X3t angenommen, dass die Wobbelung des Wobbel—Generators 13 viel langer ist als sie für einen einzelnen Kanal erforder-

■ ■-."■ kompressions

lieh ist. Es sind dann eine Vielzahl von Ausgangsaispersionsvorriehtungen 14» 18» 19 usw. angeschlossen, die die Ausgangs signale der Mischvorrichtung 12 empfangen. Diese Kompres« sionsdispersionsvorrichtungen sind so konstruiert, dass ihre Eingangs-Bandbreiten in unterschiedlichen Teilen des Frequenzspektrums liegen. Für benachbax'te Sampling-lntervalle des Eingangssignals liegen ihre Bandbreiten nebeneinander« Die Wirkungsweise der ^ig.l2 ergibt sich im ZuBatnsieiihaägmit der Fig»5_e Wie aus dieser hervorgeht_r. .-verlatix'eu öle

BAO OBIGiNAL B Q 9 8 0 5/0382

^λ 32 845 h ■""-"*

h ~ ta

'3.JuIi 1963 - 41

halb der dureh S₀ beseiehneteii Bandbreite, Wsnn die Wobbelung 43 der J?ig.5G verlängert wird? während sis. gleichzeitig ihre Neigung beibehält, ao erseheΙη©Ώ Eingangssignale_s die solchen der Fig,5a vorhergeheis oder diesen folgen^ teilweise oder ganz- aussei-halb der. .ran&breitv 3-0 der !-ig «.5a* Wenn die Bandbreiten der Aus gang tlcojupres&Y ans* dispersionsvorriehtung 18 und 19 oberhalb und un ^rhalb. denjenigen gemäss 5¹Xg,5 liegen» ex'seheinen gedehi/e Signa— Ie entsprechend den vorhergehenden oder nachfolge jden ¹SeI-" len des Eingangssignals in den Ausgangsleitungen .3' bjsw» 19' der fig.12.

Äegebenenfalls kann eine Kombination der Verfahre ι nach Mg„11 und 12 verwendet werden» Damit können einig? wenige benachbarte Sampling-Intervalle gemäss Fig.12 durüi Verwendung einer einzelnen Wobbel-Vorrichtung und freq.uenzmässig benachbarter AusgangsdispersioBsvorrichtunt ausgedehnt werden, worauf die nächsten benachbarte! Teile des Eingangssignals durch Verwendung einer ähnliche:*! Anordnung ausgedehnt werden, wobei die Wobbelung wie ,\i Verbindung mit Fig.11 usw· verzögert ist.

Die speziellen Ausfüimmgsbeispiele zeigen Anwendung ti die elektrische Sigaalein- und-ausgänge benützen» lic ^i* bereits erwähnt _t können sich die beteiligten

809805/0382

ⁿ&

- 42

A 32 843 h
la - ta

1965 - 42 -

über einen weiten Bereich aus&ehen. I)Ie Anwendungen- im Ilikrowellenbereich erscheinen besonders wertvoll. Innerhalb ihres weiten Anwendungsgebietes kann jedoch die Erfindung auch auf wellenförmigen.Signalen im allgemeinen benutzt werden, so lang für die betreffende Art von Signalen Dispersionsvorrichtungen odor.-Dispersionsmedien verfügbar sind. Ea kann daher auch die Erfindung in optischen und akustischen Gebieten angewandt werden, wobei die letzteren sowohl Schall- als auch Überschallfrequensen mit einsehliesaen«. :. ■ .

In einem aolchen Pail kann der Mischer eine Vorrichtung sein,,, die für die betreffenden verwendeten Wellen geeignetist und die Summe oder Differ@nzfrequenzausgänge von dem diapergierten Signal und der zugeführten Wobbelung ergibt*

Im besonderen wurden lineare Dispersionsmerkmale und Wobbelungen beschrieben. Diese werden üblicherweise bevorzugt. Jedoch kann bei bestimmten Anwendungen auch von cer-Linearität abgewichen werden» In vielen Anwendungen steht die Dispersionsvorrichtung, die Mischvorrichtung us?/, der Fig.1 an einem einzigen Ort und ist durch Übertragungsleitungen oder Kopplungen verbunden^ die für die Frequenzen und Spannungsverläufe geeignet sind. Gegebenenfalla kömxsm jedoch auch die verschiedenen /feile de ψ erfand ungs

A 32 843 h ·

h ~ ta

3.JuIi 1963 ~ 43

Systems an verschiedenen Orten sein und'räumlich durch Übertragnngsleitungen verbunden weräeScBeispIelsweise können Radiowellen, optische Wellen oder Schall-Welle« leitende Elemente oder Kopplungen "benutzt werden» Wenn aas Ülbertra™ gungsmedium dispergierend iat_f so kann seine -Ditipsrs kenn-linie zur Dehnung und/oder Köiapression die dann gegeT>enenfalls durch weitere gen ergänzt wird,

80 98 05/0382

Claims (1)

1. Patentansprüches

   Signalübertragungesystem zur Erzeugung eines dispergierter. Signals, das progressiv als Funktion der Zeit verzögerte Frequenzkomponenten aufweist, gekennzeiclmet durch einen Frequenzwobbier (13) und einen Mischer (12), dem das dispergierte Signal (41) und die gewobbelte Frequenz (43) zur Erzeugung eines aus Summe oder Differenz der beiden Signale besteheiiden resultierenden Signales (41*'.) zugeführt wird und eine Kompressions-Dispersionsvorrich»* tung (14) zum Kongprimieren der Frequenzkoinponenten des vorerwähnten dispergierten Signalsο

   2ο System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_s dass die Prequenzwobbelung (43) entsprechend einer vorbestimmten Frequenz- Zeit- Funktion erzeugt wird»

   System nach einem der Ansprüche 1 oder 2_ζ dadurch ge kennzeichnet, dass die DispersionskennliBie (2I₃26) der Dispersionsvorrichtung der Dispersion (31_s31^f) zugeführten Signals entgegengesetzt istα

   System nach einem der Ansprüche 1 oder Z₁ 'dadurch: ge?- kennzeichnet, dass die Neigung der tfobbeXkezmli-nle (43) kleiner als die Eeigung der -Dispersion. «^f41' i ces äfk: Mischer (12) zugefüiirtea Signals Is

   st

   80 9805/0 3S?

   A 32 84-3 h

   h - ta

   •3 »Juli 1963 -45.-

   5β System nach einem der vorhergehenden Anspruches dadureh gekennzeichnet« dass das verwendete Summen- oder Diffe~ renzausgangssignal des Mischers (12) mit der Dispersionsneigung in einer solchen Beziehung steht, dass sich ein solches Signal (41*') mit einer Disperionsneigung ergibt₉ die wesentlich kleiner als die Neigung des dem Mischer (12) zugeführten Signals (4Γ) ist»

   6» System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Wobbelkenhlinie (62) des verwendeten ömarnen- oder Differenzausgangssignals (61^st) des Mischers au der Dispersionsneigung des dem Mischer zugeführten Signals (61') in einer solchen Beziehung steht, dass sich ein solches resultierendes, dispergiertes Signal (61*) ergibt, das gleiche Frequenzen in umgekehrter Zeitfolge verglichen mit den gleichen Frequenzen des dem Mischer zugeführten Signals (61*) auftreten«

   7» System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beigung der Wobbelkennlinie etwa 1 - 2mal so gross wie die Dispersionsneigung des dem Mischer zugeführten Signals ist_o ^? "

   809805/0382

   A 32 843 h

   h - ta

   3oJuli 1963 - 46 -

   8ο System nach einem der vorhergehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Wobbeikennlinie und das verwendete Summen«' oder Differenzausgangssignal des Mischers der Dispersionsneigung des dem Mischer zugef&hr ten Signals in einer solchen Beziehung stehtj dass sieh ein resultierendes dispergiertes Signal mit einer Bis=- persionsneigung ergibt ₈ die wesentlich grosser als die Neigung des dem Mischer zugeführten Dispersionsaignals

   9» System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₉ dass die Mspersionsvorrichtung (11) eine Behnungsdispersionsvorrichtung ist»

   1Oo System nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Zuführung von Signalen zu dieser Bispersionsvorrichtung vorgesehen

   11° System nach ÄnapiUöh 9, dadurch gekennzeichnet j dass die BlspersicmsYorrichtimg eine geneigte Frequenz° Zeit= Versögerungsdieperionskeimlixiis hato

   ₀ System nach einem der vorhergehenden Ansprüche _s dadurch gekennzeichnet_f dass zur Erzeugung eines Ausgangssignals eine zweite Dispersionsvorrichtung verwendet ist»

   - ■■ ■·■ :.;.-■■■ ■ ■ ^ ■■ / ■■■■■■ ^>47''-'■■*"■'

   A 32 843 Ii

   h - ta

   3οJuli 1963 - ■ - 47

   13o System nach einem der. -SOrhergehenäe» Ansprüche?

   dadurch gekennzeichnet_s dass die Heigung der Wobbelkem linie bei den verwendeten Summen«=- oder Diffei*enr.aus-= gangssignalen derart ist_p dass sioh resultierende Signale ergeben, deren Bispersionsneigung wesentlich verschieden von der Heigung der Kennlinie äer Eehnungs« dispersionsvorrichtung ist*

   14ο System nach einem der vorhergehenden Ansprüche _z dadurch gekennzeichnet_B <ät\83 die Heigung der Wol>bel~ kennlinj.e nicht grosser ala die Heigung der Kennlinien der Dispersionsvorriohtung isto

   ο System nach einem der vorhergehenden Anspruehej dadurch gekennzeichnet» dass ate Neigung der Wofcfcelkennlinie i.a wesentlichen gleich der IJifferena ?-vrisehen der Neigung der Dispersionekönrlinie aer Ausgsngs« diaper s ions vorrichtung und der Neigung öex- l}~hm:nga -dispersionsvivrrichtung ist*

   I6o System nach Anspruch 12_e dadurch gekennseichiiet- α aas die Bandbreite der Ausgangsäj sperionsvorriehfcuag im °°

   wesentlichen gleich dem Unterschied der Banöbrelt« ^

   ■- " " cn

   der DehnungsäispersioiisvorrivUtung unü dem ο*.ιχ?}ί eine fi'requenzwotbelung in sdn-ra Zeitinterrsl.?. üi:^·

   nzbereiob is!, ^rtel (las '

   g g

   A 32 843 η

   ■h - ■ ta '

   3.Juli 1963

   17o System nach ejineip der vorhergehen-üen Axiajörü-öheV dadurch gekennzeichnet_ε dass eine YXelzaUl. von Mischern var?r*~ sehen

   18_β System nach einem de?/ Torhergelie/Kiau Äiißprü«lie^: _c dfedus/ea gsJfceimaaichnet _s öasa den Mischer« ßi'ch wieaerholei'ßfc Wobbelungen ait aazwisehen liegenden Yersögemngen Ki.g führt

   19-. System na^h einem der vorlicrgeiienöofi Ariaprü<5iiö_P'■'daciyX^h gekennzeichnet s claas eine Yielaahl von Ausgangad.ispör-Ä sionevorriehtungen aum Empfang der- resultiereaäen dispergierten Signale von dam Mischer vorgesehen lato ·

   20_o System nach einem der vorhergehenden Ansprüche₅ dadurch gekennzeichnets dass der Wobbler eine Wbbeldai\er auf ^ weist, die wesentlich grosBer als die Yersögerungsdiapersionszeit der Dehnungadispersionsvorrichtung 5.3'iO

   21o System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, "dadurch" •gekerinaeichnet» dass die Bandbreiten der Ausgangsdiapsi*- sionsvorrichtung im benachbarten l'requensbereieh Xie

   8098Q5/QX82