DE1487443C

DE1487443C - Verfahren zur Übertragung von Sinusschwingungen gleicher Amplitude und Frequenz in den Kanälen eines Trager frequenzsystems

Info

Publication number: DE1487443C
Application number: DE19661487443
Authority: DE
Inventors: Hermann Rasch Johannes Dr Ing 8000 München Kagelmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1973-05-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur übertragung von Sinusschwingungen, die von einem oder mehreren Signalgeneratoren jeweils mit gleicher Amplitude, Frequenz und Phase in eine Vielzahl von Kanälen eines Trägerfrequenzsystems eingespeist werden, dessen Trägerfrequenzen vorzugsweise synchronisiert sind, mit Umpolungen im übertragungsweg der Sinusschwingungen und/oder im Zuführungsweg der Trägerschwingungen zur Vermeidung von im gemeinsamen übertragungsweg dieser Schwingungen auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen der Summenschwingung.

Die übertragung von Sinusschwingungen in den Kanälen eines Trägerfrequenzsystems kann verschiedenen Zwecken dienen: Beispielsweise werden Dauertöne, deren Frequenz 3825 oder 3850 Hz beträgt und außerhalb des Sprachbandes 300 bis 3400 Hz liegt, mit tiefem Pegel übertragen und zur überwachung oder Kennzeichnung des Belegungszustandes der einzelnen Sprechkanäle benutzt; der Pegel des einzelnen Dauertones beträgt hierbei — 18 dbmO (d. h. Pegel — 18 db, bezogen auf 1 mW am relativen Pegel O). Getastete Sinusschwingungen mit den erwähnten Frequenzen können auch mit hohem Pegel z.B. als Zählzeichen übertragen werden; der. Pegel der Einzelschwingung beträgt hierbei etwa- -4,3dbmO.

Werden Sinusschwingungen von ein und demselben Generator mit gleicher Amplitude, Frequenz und Phase — also kohärente Schwingungen — in der niederfrequenten Lage in frequenzmäßig nebeneinanderliegende Kanäle eines Trägerfrequenzsystems eingespeist, dessen Trägerfrequenzen phasenstarr aus einer Grundfrequenz abgeleitet sind, so entsteht in der trägerfrequenten Lage im gemeinsamen Ubertragungskanal ein Frequenzgemisch, das sich aus phasenstarren Schwingungen zusammensetzt, deren Frequenzen einen konstanten Abstand voneinander haben, der gleich dem Nullfrequenzabstand ist. (Unter Nullfrequenz wird die Frequenz verstanden, die erscheinen würde, wenn man die Frequenz Null an den Niederfrequenz-Eingang des betrachteten Trägerfrequenzkanals legte; der Nullfrequenzabstand beträgt bei Trägerfrequenzsystemen in der Regel 4 kHz.) In den Patentschriften der älteren deutschen Patente 1 229 593 und 1 260 547 ist gezeigt, daß das Frequenzgemisch trotz kleiner mittlerer Leistung hohe impulsförmige Spannungsspitzen aufweist, und zwar kann bei η Schwingungen die Spitzenamplitude den /i-fachen Wert der Einzelamplitude erreichen; diese Spitzen folgen einander mit einer Frequenz, die gleich dem Nullfrequenzabstand J₁ ist, und ihre Dauer im Fußpunkt beträgt—γ.

Es ist besonders zu beachten, daß diese hohen Spannungsspitzen auch dann auftreten, wenn — insbesondere bei Trägerfrequenzsystemen mit vielen Kanälen — die Sinusschwingungen von mehreren frei schwingenden Signalgeneratoren geliefert werden und wenn nicht sämtliche Trägerfrequenzen von einer einzigen Grundfrequenz phasenstarr abgeleitet sind. Da sich sowohl die Phasenwinkel als auch die Frequenzen der Generatoren im Lauf der Zeit — wenn auch nur sehr langsam — gegeneinander etwas ändern, muß damit gerechnet werden, daß sich zu bestimmten Zeitpunkten ungünstige Phasenlagen einstellen, in denen die erwähnten hohen Spannungsspitzen auftreten.

Die durch die Addition kohärenter Sinusschwingungen im gemeinsamen übertragungsweg auftretenden Spannungsspitzen können die Modulatoren und Verstärker des Trägerfrequenzsystems und vor allem die Leitungsverstärker übersteuern und sehr störende Intermodulationsprodukte verursachen. Als Gegenmaßnahme wurde gemäß dem obenerwähnten deutsehen Patent 1 229 593 vorgeschlagen, den zugeführten Sinusschwingungen bestimmte Phasenbeziehungen zuzuordnen. Werden z. B. die Sinusschwingungen in ζ Kanäle eines Trägerfrequenzsystems eingespeist, so bildet man m Gruppen zu je etwa — Kanälen,

l/F '

wobei m zwischen den Werten 2 und /» wählbar ist.

Die Sinusschwingungen werden nun in die Kanäle

jeder Gruppe mit einer solchen Phase eingespeist. daß der Phasenschritt — das ist die Zunahme des Phasenwinkel von Kanal zu Kanal — innerhalb jeder Gruppe gleich ist und von Gruppe zu Gruppe wächst, so daß sich für die Kanalgruppen 2 bis m die Phasenschritte 7, 27 ... (m — \)<p ergeben; dabei ist der Grundphasenschritt 7 im Gradmaß ungefähr

gleich . Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen

wird erreicht, daß die den einzelnen Kanalgruppen zugeordneten Hüllkurven der Summenkurve zeitlich gegeneinander verschoben werden, wodurch die Spitzenamplituden der Hauptimpulse der einzelnen Gruppen theoretisch um den Faktor m kleiner als ohne zeitliche Staffelung werden; der tatsächliche Gewinn ist etwas kleiner.

Weiterhin wurde gemäß dem eingangs erwähnten deutschen Patent 1 260 547 vorgeschlagen, entweder die trägerfrequenten Teilschwingungen vor ihrer gruppenweisen Zusammenfassung mit Hilfe von Verzögerungsleitungen in der Phase zu verschieben oder die trägerfrequenten Teilschwingungen nach ihrer gruppenweisen Zusammenfassung in ihrer Gesamtheit mit Hilfe eines Laufzeitverzerrers in der Phase zu verschieben.

In diesem Zusammenhang ist es auch schon aus der USA.-Patentschrift 1 570 771 bekannt, durch Phasenstellglieder eine starre Phasenordnung zwischen Sinusschwingungen, welche einer gemeinsamen Quelle entstammen, zu verändern, um zu einem Abbau von Spannungsspitzen zu gelangen, die durch überlagerung dieser Sinusschwingungen auf einem gemeinsamen übertragungsweg verursacht werden können. Um dabei unter Einsparung von Phasenstellgliedern, welche zur Erzielung eines Phasenwinkels von größer 180° erforderlich sind, dennoch alle Phasenwinkel einstellen zu können, ist für die Phasenwinkel größer 180° eine Umpolung der Sinusschwingungen vorgesehen. Die bei diesem bekannten Verfahren benötigten Phasenstellglieder sind jedoch relativ aufwendige Einrichtungen, die bei einem Vielkanalsystem kostenmäßig erheblich ins Gewicht fallen.

Ferner wurde vorgeschlagen (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1.512 805), einen Abbau von Spannungsspitzen in einem Trägerfrequenzsystem dadurch vorzunehmen, daß dem Trägerfrequenzsystem einzuspeisende Sinusschwingungen kohärenten Ursprungs dem System mit jeweils zufallsbedingter Polung zugeführt werden.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, für Sinusschwingungen kohärenten Ursprungs, welche zur Einspeisung in ein Trägerfrequenzsystem vorgesehen sind, im praktischen Betrieb einfach zu realisierende und mit großer Wahrscheinlichkeit das Auftreten von Spannungsspitzen verhindernde Maßnahmen anzugeben.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch Anwendung eines der nachfolgenden Verfahrensschritte gelöst:

a) Bildung von Paaren von Kanalgruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig gepolt und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß die Polung bei den ungeradzahligen Kanälen der in der ersten Kanalgruppe gewählten Polung entspricht und bei den geradzahligen Kanälen die Polung umgekehrt gewählt ist;

b) Bildung von Paaren von Kanalgruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß sie ihre Polung gegenüber der entsprechender Kanäle der ersten Kanalgruppe umkehren;

c) Bildung von _v Paaren von Kanalgruppen und deren Unterteilung in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den,-K-anälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß bei den ungeradzahligen Untergruppen gegenüber der ersten Kanalgruppe gleiche Polung und bei den geradzahligen Untergruppen umgekehrte Polung erfolgt;

d) Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in ein oder mehrere Paare von Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppenpaare nach einem oder mehreren der unter a), b) oder c) aufgeführten. Verfahrensschritte zugeführt werden;

e) Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppen so zugeführt werden, daß. sich für jede Untergruppe ein anderes Polungsschema ergibt und in den Kanalgruppen jede Untergruppe vorzugsweise nur einmal vorkommt;

f) Bildung von Kanalgruppen derart, daß die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen gleichartig und mit beliebiger Polung zugeführt werden und daß die zur Bildung dieser Kanalgruppen benutzten Trägerschwingungen den Frequenzumsetzern mit für jede Kanalgruppe verschiedenartiger Polung zugeführt werden.

Die Verfahrensschritte a) bis f) haben folgende, die Spannungsspitzen verringernde Wirkungen:

Der Verfahrensschritt a) führt zu einer gegenseitigen Verschiebung der Hüllkurven der zwei Kanalgruppen

um Yj-, wobei /i der Nullfrequenzabstand ist.

Der Verfahrensschritt b) bewirkt bei glatter (d. h. nicht umgepolter) Anschaltung der ersten Kanalgruppe eine Aufspaltung des Hauptmaximums der zwei Kanalgruppen derart, daß in der Summenschwingung an die Stelle des Hauptmaximums eine Nullstelle tritt.

Der Verfahrensschritt c) führt bei glatter Anschaltung der ersten Kanalgruppe zu.einer Aufspaltung des Hauptmaximums der zweiten Kanalgruppe in zwei Maxima, die gegenüber dem Hauptmaximum der ersten Kanalgruppe je nach der Kanalzahl der Untergruppe mehr oder weniger verschoben sind.

Der Verfahrensschritt d) führt zu Kanalgruppen mit weitgehend eingeebneter Hüllkurve mit besonders kleinen Amplituden.

Nach dem Verfahrensschritt e) läßt sich eine große Anzahl von Kanalgruppen mit jeweils verschiedener, gut eingeebneter Hüllkurve bilden.

Der Verfahrensschritt 0 führt zu einer großen Anzahl von Kanalgruppen mit verschiedenen Hüllkurven, wobei die Verdrahtung der Signalzuführungen innerhalb der Kanalgruppen gleichartig ist.

Der besondere Vorteil der Verfahrensschritte nach

der Erfindung besteht darin, daß sich infolge der Verringerung der Spannungsspitzen der Absland von den Aussteuerungsgrenzen des Systems vergrößert und daß die störenden Jntermodulationsprodukte. die in den Modulatoren und Verstärkern des Trägerfrequenzsystems und insbesondere in den Leitungsverstärkern entstehen, verkleinert werden.

Weitere Merkmale von Ausbildungen der Erfindung sind:

Bei Trägerfrequenzsystemen, deren Frequenzplänen die zwölf Kanäle enthaltende Grund-Primärgruppe zugrunde liegt, enthalten die nach den Verfahrensschritten a) bis f) gebildeten Kanalgruppen jeweils 12 Kanäle.

Bei Trägerfrequenzsystemen mit Vorgruppenmodulation stimmt zweckmäßig die Kanalzahl der nach den Verfahrensschritten d) und e) gebildeten Untergruppen mit der Kanalzahl der Vorgruppe überein.

Bei Bildung von Kanalgruppen nach Verfahrensschritt f) (Trägerumpolungen) werden mit besonderem Vorteil die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen nach einer nach den Verfahrensschritten d) oder e) gebildeten Gruppenart zugeführt.

Bekannte Vielkanal-Trägerfrequenzsysteme enthalten als Grundbausteine Kanalumsetzer-Gestelle für 48 bzw. 120 Sprechkreise, die also vier bzw. zehn Primärgruppen aufnehmen. Zweckmäßig werden nach dem Verfahrensschritt f) 240-Kanal-Gruppen gebildet, die in fünf bzw. zwei dieser Kanalumsetzer-Gestelle untergebracht werden können.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Frequenzplan für den Aufbau der Grund-Primärgruppe,

F i g. 2 einen Frequenzplan für den Aufbau der Grund-Sekundärgruppe,

F i g. 3 einen Blockschaltplan der Sendeseite eines Trägerfrequenzsystems,

F i g. 4 die symbolische Darstellung zweier Gruppenarten,

Fig. 5 bis 13 Hüllkurven von Summenschwingungen verschiedener Gruppenarten bei Verpolung der Signalschwingungen,

Fig. 14 bis 16 Hüllkurven von Summenschwingungen verschiedener Gruppenarten bei Verpolung der Signal- und Trägerschwingungen,

Fig. 17 Abhängigkeit des Spitzenfaktors von der Kanalzahl und der Art der Umpolung.

Der Aufbau eines Einseitenband-Trägerfrequenzsystems mit Vorgruppenmodulation mit stufenweise wachsender Bündelung der Kanäle geht aus den Frequenzplänen der F i g. 1 und 2 hervor. Im Kanalumsetzer werden in der ersten Stufe drei Sprachbänder — jeweils von 300 bis 3400 Hz reichend — nach Umsetzung mit den Kanalträgern 12, 16 und 2OkHz zur Dreikanal-Vorgruppe 12 bis 24 kHz zusammengefaßt; vier Vorgruppen werden dann in der zweiten Stufe durch Umsetzung mit den Vorgruppenträgern 84, 96, 108 und 12OkHz in die Lage der zwölf Kanäle umfassenden Grund-Primärgruppe 60 bis 108 kHz gebracht (F i g. 1). Der Primärgruppenumsetzer bildet aus fünf Grund-Primärgruppen mit Hilfe der Primärgruppenträger 420, 468, 516, 564 und 612 kHz die Grund-Sekundärgruppe, die sechzig Kanäle im Bereich 312 bis 552 kHz enthält (F i g. 2).

Der Blockschaltplan der F i g. 3 zeigt zwei zweistufige Kanalumsetzer U11 und U12 und einen Primärgruppenumsetzer U2. Der Übersichtlichkeit halber ist bei den beiden Modulationsstufen der Kanalumsetzer jeweils nur ein Trägergenerator gezeichnet; der eine liefert z.B. den Kanalträger T12 mit der Frequenz 12 kHz, der andere den Vorgruppenträger Tl 20 mit der Frequenz 120 kHz. Die Kanal- und Vorgruppenträger sind in der Regel von einer 4-kHz-Steuerschwingung phasenstarr abgeleitet. Der Signalgenerator SG liefert eine Sinusschwingung beispielsweise mit der Frequenz 3850 Hz, die den jeweils zwölf Eingängen der beiden Kanalumsetzer Uli und L/12 mit gleichem Pegel — 18dbmO zugeführt wird. Am Ausgang des Primärgruppenumsetzers U 2 kann dann die Summenschwingung, die im vorliegenden Fall aus 24 trägerfrequenten Teilschwingungen besteht, mit Hilfe eines Oszillographen B betrachtet werden.

Die Wirkung der Umpolung der angeschalteten

Sinusschwingungen und/oder der Trägerschwingün-

gen wird an Hand der tabellenartig zusammengestell-

ten Fig. 5 bis 16 erklärt. Dabei werden folgende Bezeichnungen und Symbole verwendet: Gl, Gl usw. bezeichnen Schaltschemata für Kanalgruppen, kurz »Gruppenarten« genannt. Bei den Ausführungsbeispielen umfassen die Gruppenarteh jeweils zwölf Kanäle entsprechend dem Aufbau der meisten Trägerfrequenzsysteme aus 12-Kanal-Gruppen.

Die Tabelle nach F i g. 4 zeigt z. B. die Schaltung der Gruppenarten Gl und Gl. In Spalte K bedeuten die Zahlen 1 bis 12 die Nummern der Kanäle und

das Symbol · bedeutet glatte Anschaltung der jeweiligen Zuleitung,

das Symbol χ bedeutet Umpolung der jeweiligen Zuleitung.
In den folgenden Ausrührungsbeispielen werden dieselben Wirkungen erzielt, wenn die Symbole · (glatte Anschaltung) und χ (Umpolung) jeweils miteinander vertauscht werden, da es nur auf den gegenseitigen Phasenwinkel-Unterschied von 180° ankommt. Die Tabelle nach F i g. 4 drückt also aus, daß bei der Gruppenart Gl alle Kanäle, bei Gruppenart G 2 nur die ungeradzahligen Kanäle der jeweiligen 12-Kanal-Gruppe glatt durchgeschaltet werden, während die geradzahligen Kanäle der Gruppenart G 2 umgepolt angeschaltet werden. Aus dem Blockschaltplan der F i g. 3 ist ersichtlich, daß im vorliegenden Fall dem Kanalumsetzer (711 die Gruppenart Gl, dem Kanalumsetzer (712 die Gruppenart G 2 zugeordnet ist.

In der rechten Spalte der Fig. 5 bis 16 sind die Hüllkurven der Summenschwingungen gezeichnet, die der Oszillograph B (Fig. 3) zeigt. In Spalte ζ ist die Anzahl der Signalschwingungen angegeben, die die betreffende Summenschwingung bilden. Die F i g. 5 bis 13 beziehen sich auf Maßnahmen bei der Anschal' tung der Signalschwingungen, die Fig. 14 bis 16 auf Maßnahmen bei der Anschaltung der Signal- und Trägerschwingungen.

Der Verfahrensschritt a) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Paaren von Kanalgruppen derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe so zugeführt werden, daß sie gegenüber der ersten Kanalgruppe bei den ungeradzahligen Kanälen ihre Polung bewahren, bei den geradzahligen Kanälen ihre Polung umkehren. Den einfachsten Fall stellt die glatte Anschaltung bei der ersten Kanalgruppe dar, wobei sich die beiden bereits besprochenen Gruppenarten Gl und G 2 nach den Fig. 4 und 5 ergeben:

209 544/293

	ι "	, 4	5	Kanäle ⁶ 7	8	9	10	11	12
Gl Gl
χ	X		X	χ		χ		X

Dieser Fall entspricht in der bereits erwähnten deutschen Patentschrift 1 229 593 der Unterteilung in m = 2 Gruppenarten mit dem Grundphasenschritt

φ = = 180° = η. Die Phasenwinkelzuordnung

ist also:

	1	2	3	4	5	6	Kanäle	8	9	10	11	12
	0		0		0				0		0
	0	0	2 Tl	0	4.T	0	7	0	8.-γ	0	10.-τ	0
Gl		Ti		*3 Tl*		5r	0	7 π		9 Tl		11.τ
Gl

Durch diese Maßnahme werden — wie in der Be-Schreibung des älteren Patents gezeigt ist — die den beiden Gruppenarten zugeordneten Hüllkurven der Summenschwingungen um eine »fiktive Laufzeit«

τ = -^- gegeneinander verschoben (Ab = Phasenschritt). Im vorliegenden Fall ist

Ϊ ¹²⁵

(dabei ist Z₁ = 4 kHz der Nullfrequenzabstand).
In symbolischer Schreibweise ist:

ίο

Die zeitliche Verschiebung der Hüllkurven ist in F i g. 5 deutlich zu erkennen: Die den beiden Gruppenarten Gl und Gl zugeordneten Hauptmaxima haben

eine Wiederholungszeit von jeweils -7- = 250 as, sie

- . j_t ·

sind aber seseneinander um 5-7- = 125

ZJ₁

verschoben

(obere und mittlere Spur). Die Summenschwingung Gl + G 2 für 24 Kanäle hat keine höheren Spannungsspitzen als die einzelne 12-Kanal-Gruppe (untere Spur). Bei gleicher Anschaltung aller 24 Kanäle wären die Spannungsspitzen der Summenschwingung etwa doppelt so hoch.

Die zeitliche Verschiebung der Hüllkurven um γγ-

tritt auch bei beliebiger Schaltung der ersten Gruppenart auf, wenn die geradzahligen Kanäle der zweiten gegenüber denen der ersten Gruppenart umgepolt werden, wie dies der Verfahrensschritt a) des Anspruchs 1 ausdrückt. Man kann hier auch von einer »Multiplikation« einer ersten Gruppenart mit der Gruppenart G 2 sprechen. Die Multiplikation wird hierbei nach folgenden Rechenregeln ausgeführt:

Die zeitliche Verschiebung zweier Hüllkurven ist

aus F i g. 9 zu ersehen, der eine erste Gruppenart G 4 — die später näher beschrieben wird — zugrunde liegt.

	G4	2 1	3	4	Kanäle	7	⁸ 9	10	11	12
	Gl		X	X	6	X	X		X	X
	= (G4)(G2)	X		X			X	X		X
		X	X		X	X		X	X
G6			X

Bei den Kanälen der Gruppenart G 6 bleibt also gegenüber G 4 die Polung der ungeradzahligen Kanäle erhalten, die Polung der geradzahligen Kanäle wird umgekehrt. Die Hüllkurven von G 4 und G 6 in F i g. 9

haben zwar dieselbe Form, sind aber um -~-τ- = 125 μβ

gegeneinander verschoben.

Der Verfahrensschritt b) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Paaren von Kanalgruppen derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe so zugeführt werden, daß sie ihre Polung gegenüber den entsprechenden Kanälen der ersten Kanalgruppe umkehren. Den einfachsten Fall stellt die glatte Anschaltung bei der ersten Kanalgruppe — also die bereits erwähnte Gruppenart Gl — dar, als zweite Gruppenart ergibt sich G3, wie F i g. 6 zeigt:

	1	2	3	4	5	Kanäle ⁶ 7	8	9	10	11	12
Gl
G3
X	X	X	X	X	X X	X	X	X	X	X

Aus F i g. 6 ist zu ersehen, daß die Hüllkurven von Gl und G3 dieselbe Form haben; bei der Summenschwingung Gl + G 3 werden die Hauptmaxima der beiden 12-Kanal-Gruppen in zwei Spannungsspitzen aufgespalten, derart, daß an die Stelle des ursprünglichen Maximums eine Nullstelle tritt. Die höchste Spannungsspitze der 24-Kanal-Summenschwingung Gl + G 3 ist geringer als die höchste Spannungsspitze einer 24-Kanal-Summenschwingung 2 χ Gl bzw. 2 χ G3.

Der Verfahrensschritt c) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Paaren von Kanalgruppen und Unterteilung dieser Kanalgruppen in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe so zugeführt werden, daß sie gegenüber der ersten Kanalgruppe bei den ungeradzahligen Untergruppen ihre Polung bewahren und bei den geradzahligen Untergruppen ihre Polung umkehren. Diese Maßnahme ergibt bei Wahl von Untergruppen mit zwei bzw. drei Kanälen und glatter Anschaltung bei der ersten Kanalgruppe die Schaltschemata nach F i g. 7 und 8:

	ι ²	3	4	X	Kanäle 5 ⁶ 7 ⁸	X X	9	10	.. ¹²	(Fig 7)
Gl G4	•	X X				X X	(Fig 8)
Gl G5	. ·	•	X X		X X
X

Die obenstehenden Maßnahmen fuhren zu einer Aufspaltung des ursprünglichen Hauptmaximums der zweiten 12-Kanal-Gruppe in zwei etwa ebenso breite, aber niedrigere Maxima. Bei Unterteilung in Untergruppen mit je zwei Kanälen (G4) erhält man eine

zeitliche Verschiebung der Maxima

= 62,5

zu beiden Seiten des ursprünglichen Hauptmaximums (Fig. 7). Bei Untergruppen mit je drei Kanälen (G 5) rücken die Maxima näher an die Stelle des ursprüng

lichen Hauptmaximums heran (F i g. 8). Die Summen-^! schwingungen Gl + G 4 und Gl + G 5 für jeweils 24 Kanäle weisen keine wesentlich höheren Spannungsspitzen als die einzelnen 12-Kanal-Gruppen auf. Fig. 9 zeigt die Kombination der Prinzipien der zeitlichen Verschiebung und Aufspaltung nach den Verfahrensschritten a) und c). Die Gruppenart G 4 nach Verfahrensschritt c) wird dem Verfahrensschritt a) durch Multiplikation mit der Gruppenart G 2 unterworfen, so daß die neue Gruppenart G 6 = (G 4) (G 2) entsteht:

	G4 = (G4)(G2)	ι ²	3	4	5	Kanäle	8	9	10	11	12
		X	X X	X		⁶ 7	X		X	X X	X
G6				X X X

Die Hüllkurven der beiden Gruppenarten G 4 und G 6 sind — wie schon erwähnt — um =-=■ = 125 μβ

gegeneinander verschoben, was in F i g. 9 aus ihrem Verlauf zwischen den Maxima zu erkennen ist. In der Summenschwingung G4 + G6 wirkt sich diese zeitliche Verschiebung in einer weiteren Aufspaltung der Maxima der beiden 12-Kanal-Gruppen in zwei schmale Spannungsspitzen aus.

In Fig. 10 ist die Bildung einer 48-Kanal-Gruppe durch Anwendung der Verfahrensschritte a) und c) gezeigt; sie besteht aus den Gruppenarten Gl, Gl, G4 und G 6. Der Vergleich der Hüllkurve der 48-Kanal-Summenschwingung G1 + G2 + G4 + G6 mit der Hüllkurve der Summenschwingung 4 χ G1 bei glatter Anschaltung sämtlicher Kanäle zeigt deutlich die erreichte Verkleinerung der Spannungsspitzen.

Der Verfahrensschritt d) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in ein oder mehrere Paare von Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppenpaare nach einem oder mehreren der Verfahrensschritte a), b) oder c) zugeführt werden. Bei einem System mit Vorgruppenmodulation wird zweckmäßig die Kanalzahl der Untergruppen so gewählt, daß sie mit der Kanalzahl der Vorgruppe übereinstimmt. Nach dem in F i g. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die 12-Kanal-Gruppe in Untergruppenpaare zu je drei Kanälen UG1/UG2 und UG3/UG4 unterteilt, und zwar enthält das Untergruppenpaar UG l/UG 2 die »äußeren« Kanäle 1, 2, 3/10, 11, 12, das Untergruppenpaar UG3/UG4 die »inneren« Kanäle 4,5,6/7,8,9. Auf das Untergruppenpaar UGI/UG2 wird der Verfahrensschritt a), also das Prinzip der zeitlichen Verschiebung der Hüllkurven, angewendet, so daß sich folgende Schemata ergeben:

	Kanäle 1 ² 3 ⁴ 5 ⁶ 7 ⁸ 9 ¹⁰ ,1 ⁿ
UGl ' UGl = (i/G I)(G 2)	X

Aus Fig. 11 ist zu ersehen, daß die den Gruppenarten UGl und UGl zugeordneten Hüllkurven um

Jj- = 125 μβ gegeneinander verschoben sind. Die

Hüllkurve der 6-Kanal-Summenschwingung UGl + UGl zeigt die dritte Spur in F i g. 11.
Auf das Untergruppenpaar UG3/UG4 mit den »inneren« Kanälen 4 bis 9 wird eine Kombination der Verfahrensschritte a) und c) (zeitliche Verschiebung und Aufspaltung) angewendet, ähnlich wie dies bei der Gruppenart G6 nach Fig. 9 gezeigt ist; hiernach werden für die Untergruppe C/G3 die Kanäle 1 bis 3, für die Untergruppe UG4 die Kanäle 4 bis 6 "der Gruppenart G6 herangezogen:

	1 ' 3	4	13	Kanäle	8	9	12
			6 5 7
			X X		X
UG3
UG4

Die zeitliche Verschiebung der Hüllkurven von

UG3 und UG4 um

¹ - ns

J₇- - 125

ist in Fig. 11

(4. und 5. Spur) äußerlich nicht zu erkennen, da sie nur in der »inneren Struktur« der Summenschwingungen zum Ausdruck kommt. Ein Vergleich der Spuren 3 und 6 in F i g. 11 zeigt, daß bei der 6-Kanal-Summenschwingung L/G3 + UG4 die Maxima so verteilt sind, daß sie mit den Maxima der Kanal-Summenschwingung UGi + UGl nicht zusammenfallen.

Die drei unteren Spuren der Fig. 11 zeigen noch einmal die Hüllkurven der beiden 6er-Gruppen UGl + UGl und l/G3 + 17G4 und die Hüllkurve der aus diesen beiden Gruppen resultierenden neuen Gruppenart Gl:

	UGi ^ (7G3H	2 1 3	4	5	Kanäle ⁶ 7	9	10	Π	12
	UGi H	.		X	X	X		X
G7 =				X	X	χ		χ
	- UGl - UG4
- UGl+ UG3H


r UG4

Die der Gruppenart Gl zugeordnete Hüllkurve ist gegenüber den bisher beschriebenen Gruppenarten bereits weitgehend eingeebnet und hat daher besonders kleine Amplituden; dies ist durch den Aufbau von Gl aus 3-Kanal-Untergruppen bedingt, denn solche aus nur wenigen Kanälen bestehende Untergruppen weisen Hüllkurven mit nur schwach ausgeprägten Maxima auf.

Nach dem für die Bildung der Gruppenart G 7 gezeigten Prinzip [Verfahrensschritt d)] lassen sich noch weitere Gruppenarten mit gut eingeebneter Hüllkurve angeben.

Der Verfahrensschritt e) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppen so zugeführt werden, daß sich für jede Untergruppe ein anderes Polungsschema ergibt und in den Kanalgruppen jede Untergruppe vorzugsweise nur einmal vorkommt. Wie beim Verfahrensschritt d) wird die Kanalzahl der Untergruppen mit besonderen Vorteil so gewählt, daß sie bei einem Trägerfrequenzsystem mit Vorgruppenmodulation mit der Kanalzahl der Vorgruppe übereinstimmt. Im vorliegenden Fall werden also 3-Kanal-Untergruppen gebildet, und zwar lassen sich insgesamt die folgenden 2³ = 8 Untergruppen UGl bis UG 8 angeben (die Untergruppen UGl bis UG4 wurden bereits zur Bildung der Gruppenart G7 beim Verfahrensschritt d) benutzt):'

UGl	X	X	1/G5	X	X	X
UGl	X	X	UG6	X	X	X
UG3		UGl	X
UG 4		UGS	X

Diese Untergruppen UGl bis UG 8 hängen durch die Verfahrensschritte a) bis c) miteinander zusammen; z. B. sind die Untergruppenpaare UGl/UGl, UG3/UG4, UG1/UGS durch den Verfahrensschritt a), die Untergruppenpaare UGl/UGl, UG1/UGS, UG4/UG6 durch den Verfahrensschritt b), das Untergruppenpaar UGI/UG 4 durch den Verfahrensschritt c) miteinander verbunden usw.

Die 12-Kanal-Gruppen werden nun aus den Untergruppen UGl bis UG 8 zweckmäßig so gebildet, daß in den 12-Kanal-Gruppen jede Untergruppe nur einmal vorkommt. Man erhält auf diese Weise eine große Anzahl von 12-Kanal-Gruppen mit unterschiedlichen Hüllkurven, die sich für den Aufbau von Vielkanalsystemen eigenen, da sich eine Summenschwingung mit gut eingeebneter Hüllkurve ergibt. In der untenstehenden Tabelle sind außer der schon besprochenen Gruppenart G 7 die Gruppenarten G 8 und G9 angegeben:

UGl Λ

2

I

3

4

5

6

Kanäle

8

9

10

11

12

UGl H

χ

·" X

X

UGl -

X

χ

X

G7 =

χ

X

χ

X

• G8 =

χ

.

G9 =

- UG3-\

h UGl Λ

7

h UG6-i

X

- UG4 H

- 1/G4H

- 1/G5-I

- UGl

- UG8

ι- 1/G2

Fig. 12 zeigt in den beiden oberen Spuren die den Gruppenarten G 8 und G 9 zugeordneten Hüllkurven und zum Vergleich in der unteren Spur die Hüllkurve der Gruppenart G1 bei glatter Anschaltung aller 12 Kanäle.

Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve, wie z. B. G7 bis G 9, haben den Vorteil, daß die Modulatoren und Verstärker im Frequenzbereich der Primärgruppe weniger ausgesteuert werden. Um dabei die für die einzelnen 12-Kanal-Gruppen erzielten Einebnungen zu behalten oder noch zu verbessern.

ist es erforderlich, wenigstens bis zu 48 Kanälen herauf von 12-Kanal-Gruppe zu 12-Kanal-Gruppe die Gruppenart zu wechseln, wie dies beim folgenden Ausführungsbeispiel gezeigt ist.

Aus Fig. 13 ist der Aufbau einer 48-Kanal-Gruppe zu ersehen, wobei von der Gruppenart G 7 ausgegangen wird. Die drei anderen Gruppenarten GlO, GIl und G12 sind durch »Multiplikation« der Gruppenart G 7 mit den Gruppenarten Gl, bzw. G 4, bzw. G 6 gewonnen. Dabei entstehen folgende Schemata:

Gl

1

X

3

4

5

Kanäle

7

8

9

10

π

12

= [Gl)[Gl)

X

6

χ

X

= [G1)[G4)

X

χ

X

= [Gl)[GO)

X

χ

X

GlO

X

GIl

X

G12

Die beiden unteren Spuren von Fig. 13 zeigen zum Vergleich die Hüllkurven der 48-'kanal-Summenschwingung von Gl + GlO + GIl + G12 bei den oben angegebenen Polungen und von 4 χ Gl bei glatter Anschaltung sämtlicher 48 Kanäle.

Bisher wurde gezeigt, daß es allein durch bestimmte Umpolungen bei der Anschaltung der Signalschwingungen möglich ist, die in der trägerfrequenten Summenschwingung auftretenden Spannungsspitzen weitgehend abzubauen. Im folgenden wird der Einfluß der Umpolung der Trägerschwingungen betrachtet.

Der Verfahrensschritt f) nach Anspruch 1 besteht in der Bildung von Kanalgruppen derart, daß die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen gleichartig und mit beliebiger Polung zugeführt werden und daß die zur Bildung dieser Kanalgruppen benutzten Trägerschwingungen den Frequenzumsetzern mit für jede Kanalgruppe verschiedenartiger Polung zugeführt werden. Beim Ausführungsbeispiel · nach Fig. 14 wird von der einfachsten Gruppenart Gl — also glatter Anschaltung aller Signalschwingungen innerhalb einer 12-Kanal-Gruppe — ausgegangen und der Einfluß der Umpolung der Kanalträger 12, 16 und 20 kHz untersucht. Entsprechend dem Modulationsvorgang, der mathematisch auf einer Multiplikation zweier Sinusschwingungen beruht, ist es für das Modulationsprodukt gleichgültig, ob die Signal- oder die Trägerschwingung umgepolt wird. Daher kann die Trägerumpolung als eine Multiplikation der betreffenden Gruppenart, z.B. Gl, mit dem sogenannten Trägerschema, z. B. T12, angesehen werden, wobei die oben angegebenen Rechenregeln anzuwenden sind. Hierbei ist zu beachten, daß nach dem Frequenzplan der F i g. 1 der Träger 12 kHz den Kanälen 1, 4, 7, 10, der Träger 16 kHz den Kanälen 2, 5, 8, 11 und der Träger 20 kHz den Kanälen 3, 6, 9, 12 zugeordnet ist. Die Umpolung des 12-kHz-Trägers ergibt z. B. folgende Schemata:

	Gl Γ12	-> 1	3	4	Kanäle ⁶ 7 ^S	9	10	π ^u
	= (Gl)(T 12)
	X		X	X		X
G13	X		X	X		X

Die Gruppenart G13 stellt die auf den Signalweg bezogene äquivalente Verteilung der Polungen dar, d. h., die Umpolung des Trägers 12 kHz entspricht in ihrer Wirkung auf die trägerfrequente Summenschwingung der Umpolung der den Kanälen 1, 4, 7 und 10 zugeführten Signalschwingungen. In entsprechender Weise sind den Umpolungen der Träger 16 und 2OkHz die Gruppenarten G14 = (Gl) [TU) und G15 = [Gl)[TlO) zugeordnet. Die Hüllkurven für die Gruppenarten Gl, G13, G14 und G15 zeigen die Spuren 1 bis 4 der Fig. 14. In den Spuren 5 und 6 sind zum Vergleich die Hüllkurven der 48-Kanal-Summenschwingung Gl + G13 + G14 + G15 und 4 χ Gl gezeichnet. Eine 48-Kanal-Gruppe mit anderer Hüllkurve läßt sich dadurch gewinnen, daß außer den Kanalträgern 12, 16 und 20 kHz zusätzlich der Vorgruppenträger 120 kHz umgepolt wird. Bei der symbolischen Darstellung ist zu beachten, daß in der Grund-Primärgruppe 60 bis 108 kHz die Zählweise der Kanäle von hohen nach tiefen Frequenzen festgelegt ist; dem Vorgruppenträger 120 kHz sind also die Kanäle 1, 2 und 3 zugeordnet (Fig. 1). Eine Umpolung des Vorgruppenträgers 120 kHz läßt sich bei glatter Anschaltung der Signalschwingungen (Gruppenart Gl) folgendermaßen symbolisch ausdrücken:

	Gl Γ120	1	2	4	χ	5	Kanäle ⁶ 7	⁸ 9 ^Ι0 Π ^η
	= (Gl) (Γ 120)	χ	X	χ
G16	X	X

209 544/293

Die der Gruppenart G16 zugeordnete Hüllkurve in der ersten Spur der Fig. 15 läßt eine Verbreiterung der Hauptmaxima der Gl-Hüllkurve (vgl. Fig. 14) erkennen. Entsprechendes gilt . für die darunter gezeichneten Hüllkurven der Gruppenarten G17 bis G19, die aus den Gruppenarten G 13 bis G15 durch zusätzliche Umpolung des Vorgruppenträgers 120 kHz gewonnen sind. Die Spuren 5 und 6 der Fig. 15 zeigen die Hüllkurven der 48-Kanal-Summenschwingungen G16 + G17 + G18 + G19 und 4 χ Gl.

Ausgehend von der Gruppenart Gl — also glatter Anschaltung der Signalschwingungen in der 12-Kanal-Gruppe — ergeben sich durch Umpolung jeweils eines der drei Kanalträger 12, 16, 20 kHz und jeweils eines der vier Vorgruppenträger 120, 108, 96, 84 kHz in der in den Fig. 14 und 15 gezeigten Weise insgesamt fünf 48-Kanal-Gruppen mit verschiedenen Hüllkurven. Dies entspricht auf den Signalweg bezogen der Bildung von 20 verschiedenen 12-Kanal-Gruppen für insgesamt 240 Kanäle. Selbstverständlich kann eine noch größere Anzahl verschiedenartiger Hüllkurven gefunden werden, indem man bei der Trägerumpolung Kombinationen mehrerer Vorgruppenträger heranzieht, oder auch noch Primärgruppenträger in diese Maßnahmen einbezieht, insbesondere soweit die Primärgruppenträger vom selben Grundgenerator abgeleitet werden. Wie später an Hand der Fig. 17 gezeigt wird, führt das Prinzip der Trägerumpolungen bei glatter Anschaltung der Signalschwingungen erst bei größeren Kanalzahlen — etwa ab 120 Kanälen — zu einem befriedigenden Erfolg.

Um auch schon für kleine Kanalzahlen eine starke Verringerung der Spannungsspitzen zu erhalten, geht man zweckmäßig von einer 12-Kanal-Gruppe mit bereits gut eingeebneter Hüllkurve, z. B. der Gruppenart G 7, aus. Nach dieser Gruppenart werden die Signalschwingungen jeder 12-Kanal-Gruppe eingespeist und dann zusätzlich die Kanal- und Vorgruppenträger wie bereits angegeben verpolt; es handelt sich also um eine Kombination der Verfahrensschritte d) und f). Dies ist in Fig. 16 für eine 48-Kanal-Gruppe gezeigt, bei der durch Umpolung der Kanalträger 12, 16 und 20 kHz die Gruppenarten G20 bis G 22 gewonnen werden. Der Vergleich der 48-Kanal-Summenschwingungen G7 + G20 + G21 + G22 und 4 χ Gl zeigt die erhebliche Verringerung der Spannungsspitzen. Wie schon erwähnt, lassen sich durch zusätzliche Umpolung jeweils eines Vorgruppenträgers 120, 108, 96, 84 kHz insgesamt fünf 48-Kanal-Gruppen mit verschiedenen Hüllkurven bilden.

Für den Aufbau von Vielkanal-Trägerfrequenzsystemen dienen meist Gestelle, die jeweils nur einen einzigen Gerätetyp enthalten, z. B. Kanalumsetzer-Gestelle, Primärgruppen-Umsetzer-Gestelle usw. Kanalumsetzer-Gestelle älterer Bauart enthalten beispielsweise die Einrichtungen für 48 Sprechkreise (also vier Primärgruppen), während in Gestellen neuerer Bauart die Einrichtungen für 120 Sprechkreise (also zehn Primärgruppen) eingebaut sind. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 werden mit besonderem Vorteil die Signalschwingungen für sämtliche 12-Kanal-Primärgruppen nach ein und derselben Gruppenart, und zwar einer Gruppenart mit gut eingeebneter Hüllkurve — z. B. G7 — eingespeist.

In den beiden folgenden Tabellen 1 und 2 sind für Kanalumsetzer-Gestelle für 48 und 120 Sprechkreise Schemata für die Polung der Träger angegeben, die so gewählt sind, daß sich für jedes Gestell eine besonders übersichtliche Verdrahtung der Trägerzuführungen ergibt. Die Schemata sind für insgesamt 20 Primärgruppen, also für 240 Kanäle, angegeben, da in den Kanalumsetzer-Gestellen neuerer Bauart die Trägerversorgung und der Signalgenerator 3850 Hz für diese Kanalzahl ausgelegt sind.

Tabelle 1 , ■,

Kanalumsetzer- Gestell für 48 Sprechkreise	12-Kanal- Primär- gruppe	12	16	Träger in 20¹²⁰	X	kHz 108	■ i i. 1 96	84
1	1				X
	2				X
	3	X			X
	4		X
2	5			X
	6					•
	7	X
	8		X
3	9			X			•
	10					X
	11	X				X
	12		X			X
4	13			X		X
	14						X
	15	X					X
	16		X				X
5	17			X		X	•
	18						X
	19						X
	20	X					X
	X				X
•		X

	Tabelle	12	2	16	Träger in	•	kHz	X	.	X
Kanalumsetzer- Gestell für	12-Kanal-				20¹²⁰		108 ⁹⁶ 84		X
120 Sprech kreise	Primär- gruppe	•
1	1
	2			X
	3			• ·	X
	4	X
	5	X
	6	X
	7	X
	8	X		• ·
	9	•		·. χ
	10	•			X
	11
	12		X
	13	X
2	14	X
		X
		X

Fortsetzung

Kanalumsetzer- Geslell für 120 Sprech kreise	12-Kanal- Primär- gruppe	Träger in η ¹⁶ 20 ¹²⁰	X	kHz 96 108	X	84
	15	X	• χ χ			X
	16	X
	17	χ , ·
	18	X	X
	19
	20	X

IO

Im vorstehenden wurde die Anwendung des Verfahrensschrittes f) (Umpolung der Trägerschwingungen) an Hand eines Trägerfrequenzsystems mit Vorgruppenmodulation betrachtet. Es sind auch Trägerfrequenzsysteme bekannt, bei denen die Grund-Primärgruppe nach anderen Aufbauprinzipien, und zwar den Verfahren der Vormodulation oder der Direktmodulation, gebildet wird. Das Verfahren der Vormodulation besteht bekanntlich darin, daß die zwölf Niederfrequenzbänder zunächst in einer ersten Modulationsstufe in ein und dieselbe Frequenzlage und dann in einer zweiten Modulationsstufe in den Bereich der Grund-Primärgruppe gebracht werden; es werden also 1 + 12 = 13 verschiedene Trägerfrequenzen benötigt. Bei der Direktmodulation werden die zwölf Niederfrequenzbänder in einer einzigen Modulationsstufe mittels zwölf verschiedener Träger in den Bereich der Grund-Primärgruppe umgesetzt. Da bei solchen mit Vormodulation oder Direktmodulation arbeitenden Trägerfrequenzsystemen jedem Kanal eigene Träger zugeordnet sind, lassen sich durch geeignete Umpolung dieser Träger auch sämtliche beim Verfahrensschritt f) bereits besprochenen Gruppenarten bilden. Darüber hinaus ist es bei solchen Systemen auch möglich, sämtliche anderen bisher besprochenen Gruppenarten nach den Verfahrensschritten a) bis e) allein durch Trägerumpolungen zu bilden; denn es ist — wie schon erwähnt — für das Modulationsprodukt gleichgültig, ob die Signal- oder die Trägerschwingung umgepolt wird.

Den beiden folgenden Ausführungsbeispielen liegt ein Trägerfrequenzsystem mit Direktmodulation zugrunde. Zur Umsetzung der zwölf Niederfrequenzbänder in die Lage der Grund-Primärgruppe 60 bis 108 kHz dienen die zwölf Träger 108, 104 ... 64 kHz. Beim ersten Ausführungsbeispiel nach der untenstehenden Tabelle ist der Aufbau zweier 48-Kanal-Gruppen gezeigt, die bezüglich ihrer Hüllkurve vollkommen den in den Fig. 14 und 15 gezeigten Hüllkurven Gl + G13 + G14 + G15 und G16 bis G19 entsprechen; bezüglich der Umpolschemata ist jedoch die Rolle der Signalschwingungen und der Trägerschwingungen vertauscht. Es sind also die Signalschwingungen an sämtliche Kanäle nach Gruppenart Gl glatt angeschaltet, während die zwölf Trägerschwingungen 108 bis 64 kHz nach den Schemata TDl bis TD 8 an die Frequenzumsetzer angeschaltet werden:

108

104

100

96

92

Träger
88

in kHz
84

80

76

72

68

64

TDl = Gl
TD2 = G13
TD 3 = G14
TD4 ^ G15

TD5 ^ G16
TD6 ^ G17
TD7 ^ G18
TD8 = G19

X

χ

X

χ

X

X .XX

χ
X
X

■ χχχ

X

χ

X

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach der unten- die Signalschwingungen sämtlicher 12-Kanalgruppen

stehenden Tabelle ist der Aufbau einer 48-Kanal- 50 nach der Gruppenart Gl angeschaltet, während die

Gruppe gezeigt, die bezüglich ihrer Hüllkurve voll- zwölf Trägerschwingungen nach den Schemata TD1

kommen der in Fig. 16 gezeigten Hüllkurve Gl bis TD4 angeschaltet werden:
+ G20 + G21 + G22 entspricht. Dabei sind also

= (G 7) (TDl)

1

2

3

χ

X

4

5

Kanäle

7

χ

8

9

10

11

12

= (Gl)(TDl)

X

6

X X

χ

X

= (G7)(TD3)

χ

X

G7

= (GT) (TD 4)

X

.

X

χ

,

G20

X

G21

χ

G22

Bei einem Trägerfrequenzsystem mit Vormodu- 65 Direktmodulation. Mit besonderem Vorteil werden

lation gelten für die Anschaltung der Träger der aber die Vormodulationsträger — die ja ein und

ersten oder zweiten Modulationsstufe dieselben Ge- dieselbe Frequenz haben — verpolt, da sich hierbei

Sichtspunkte wie für die Träger eines Systems mit eine besonders einfache Anschaltung ergibt.

Bekannte Trägerfrequenzsysteme verwenden in der Regel Modulatoren mit unsymmetrischer Tragerzuführung. Da die Trägergeneratoren eine Vielzahl von Modulatoren und Demodulatoren versorgen, ist es hierbei notwendig, für die Umpolmaßnahmen der Träger besondere Überträger einzusetzen. Diese Umpolüberträger können eingespart werden, wenn Modulatoren und Demodulatoren mit gegen Erde symmetrischer Trägerzuführung verwendet werden.

Die Auswirkungen der beschriebenen Methoden für höhere Kanalzahlen sind in F i g. 17 dargestellt; sie zeigt die Abhängigkeit des Spitzenfaktors / von der Kanalzahl ζ und der Art der Umpolungen. Der Spitzenfaktor / ist definiert als das Verhältnis der in der trägerfrequenten Summenspannung auftretenden höchsten Amplitude zur Amplitude einer Schwingung-

Bei kohärenter der Einspeisung Signalschwingungen in ein Trägerfrequenzsystem, bei dem die Trägerfrequenzen phasenstarr von einer Grundfrequenz abgeleitet sind, wäre theoretisch / = ζ (Kurve A). Maßgeblich für die Kurven B bis F ist die im Oszillogramm der Summenspannungen jeweils beobachtete höchste Spannungsspitze, die bei ungünstigen Phasenverhältnissen der Trägerschwingungen auftritt. Den tatsächlichen Verlauf des Spitzenfaktors / bei glatter Anschaltung der Signalschwingungen — entsprechend der Gruppenart Gl in Fig. 5 — zeigt Kurve B; sie liegt unterhalb der Kurve A, und ihr Anstieg verläuft flacher, weil die Signalschwingungen vor und nach ihrer gruppenweisen Zusammenfassung in den Modulationseinrichtungen unregelmäßige Phasenverschiebungen erfahren.

Die Anwendung der Prinzipien der zeitlichen Verschiebung und Aufspaltung der Hüllkurven bei den vier Gruppenarten (7 1 + Gl + GA + G6 nach Fig. 10 ergibt die Kurve C in Fig. 17. Die Kurve D bezieht sich auf die Verwendung der vier Gruppenarten Gl + GlO + GIl + GU nach Fig. 13, wobei von der Gruppenart G7 mit bereits gut eingeebneter Hüllkurve für die 12-Kanal-Gruppe ausgegangen wird; die Verwendung von Gruppenarten mit gut eingeebneter Hüllkurve, wie z. B. G 7 bis G9, bietet den Vorteil, daß die Modulations- und Verstärkereinrichtungen für diese 12-Kanal-Gruppen. weniger ausgesteuert werden. Zu beachten ist, daß die Kurven C und D jeweils auf nur vier verschiedenen Gruppenarten — also auf 48-Kanal-Gruppen — basieren; bei 240 Kanälen addieren sich gegebenen-

falls die Höchstwerte der Hüllkurven von fünf dieser gleichartigen 48-Kanal-Gruppen, wie dies der steilere Anstieg der Kurven C und D bei höheren Kanalzahlen zeigt.
Bei Anwendung von Trägerumpolungen ergeben

sich die Kurven E und F der Fig. 17. Hierbei wird für jede 12-Kanal-Gruppe eine andere Hüllkurve gebildet, wodurch die Addition von Spannungsspitzen weitgehend verhindert wird und sich ein besonders flacher Anstieg der Kurven E und F bei hohen Kanalzahlen ergibt. Den günstigsten Verlauf zeigt Kurve F, bei der im Gegensatz zur Kurve E nicht von der Gruppenart Gi, sondern von der Gruppenart G7 mit schon eingeebneter Hüllkurve der 12-Kanal-Gruppe ausgegangen wird.

Aus dem Abstand der Kurven C bis F von Kurve B in Fi g. 17 läßt sich der Gewinn, das ist die Verringerung der Spannungsspitzen nach den beschriebenen Umpolverfahren, bestimmen. Für die Kurve F beträgt beispielsweise der Gewinn bei kleinen Kanalzahlen etwa 1,8 (entsprechend 5 db), bei großen Kanalzahlen 2,7 (entsprechend 8,6 db).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur übertragung von Sinusschwingungen, die von einem oder mehreren Signalgeneratoren jeweils mit gleicher Amplitude, Frequenz und Phase in eine Vielzahl von Kanälen eines Trägerfrequenzsystems eingespeist werden, dessen Trägerfrequenzen vorzugsweise synchronisiert sind, mit Umpolungen im Übertragungsweg der Sinusschwingungen und/oder im Zuführungsweg der Trägerschwingungen zur Vermeidung von im gemeinsamen übertragungsweg dieser Schwingungen auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen der Summenschwingung, gekennzeichnet durch einen der nachfolgenden Verfahrensschritte:

a) Bildung von Paaren von Kanalgruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig gepolt und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß die Polung bei den ungeradzahligen Kanälen der in der ersten Kanalgruppe gewählten Polung entspricht und bei den geradzahligen Kanälen die Polung umgekehrt gewählt ist (z.B. Gruppenarten Gl/G2 Fig. 5, G4/G6 Fig. 9, G7/G 10 und Gll/G12Fig. 13);

b) Bildung von Paaren von Kanalgruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß sie ihre Polung gegenüber der entsprechender Kanäle der ersten Kanalgruppe umkehren (z. B. Gruppenarten G l/G 3 F i g. 6);

c) Bildung von Paaren von Kanalgruppen und deren Unterteilung in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen der jeweils ersten Kanalgruppe beliebig und den Kanälen der jeweils zweiten Kanalgruppe derart gepolt zugeführt werden, daß bei den ungeradzahligen Untergruppen gegenüber der ersten Kanalgruppe gleiche Polung und bei den geradzahligen Untergruppen umgekehrte Polung erfolgt (z.B. Gruppenarten Gl/G4 Fig. 7, G1/G5 Fig. 8, G2/G6 Fig. 10, G7/GllundG10/G12Fig. 13);

d) Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in ein oder mehrere Paare von Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppenpaare nach einem oder mehreren der unter a), b) oder c) aufgeführten Verfahrensschritte zugeführt werden (z. B. Gruppenart G 7 F i g. 11);

e) Bildung von Kanalgruppen und deren Unterteilung in Untergruppen, derart, daß die Sinusschwingungen den Kanälen dieser Untergruppen so zugeführt werden, daß sich für jede Untergruppe ein anderes Polungsschema ergibt und in den Kanalgruppen jede Untergruppe vorzugsweise nur einmal vorkommt

(z. B. Gruppenarten G 8 und G 9 F i g. 12);

f) Bildung von Kanalgruppen derart, daß die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen gleichartig und mit beliebiger Polung zugeführt werden und daß die zur Bildung dieser Kanalgruppen benutzten Trägerschwingungen den Frequenzumsetzern mit für jede Kanalgruppe verschiedenartiger Polung zugeführt werden (z.B. Gruppenarten Gl/G 13/ G14/G15 Fig. 14, G16 bis G19 Fig. 15).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trägerfrequenzsystemen, deren Frequenzplänen die zwölf Kanäle enthaltende Grund-Primärgruppe zugrunde liegt, die Kanalgruppen nach den Verfahrensschritten a) bis f) jeweils zwölf Kanäle enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trägerfrequenzsystemen mit Vorgruppenmodulation die Kanalzahl der nach den Verfahrensschritten d) und e) gebildeten Untergruppen mit der Kanalzahl der Vorgruppe übereinstimmt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildung von Kanalgruppen nach Verfahrensschritt f) die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen mit gleicher Polung zugeführt werden (z. B. Gruppenarten G1/G13/G14/G15 Fig. 14, G16 bis G19 Fig. 15).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bildung von Kanalgruppen nach Verfahrensschritt f) die Sinusschwingungen sämtlichen Kanalgruppen nach einer nach den Verfahrensschritten d) oder e) gebildeten Gruppenart zugeführt werden (z. B. Gruppenarten G 7/G 20/G 21/G 22 F i g. 16).

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Bildung zum Verfahrensschritt f) äquivalenter Kanalgruppen allein durch entsprechende Zuführung der Sinusschwingungen zu den Kanalgruppen bei gleicher Polung der Trägerschwingungen.

7. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bildung einer 48-Kanal-Gruppe, bestehend aus einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der Sinusschwingungen (Gl), einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den ungeradzahligen Kanälen, mit umgepolter Anschaltung der den geradzahligen Kanälen zugeordneten Sinusschwingungen (G 2), einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den Kanälen 1,2,5, 6,9,10, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 3, 4, 7, 8, 11, 12 zugeordneten Sinusschwingungen (G 4) und einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den Kanälen 1, 4, 5, 8, 9, 12, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 2, 3, 6, 7, 10, 11 zugeordneten Sinusschwingungen (G6); (Fig. 10).

8. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Bildung einer 48-Kanal-Gruppe, bestehend aus einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den Kanälen 1,2, 3,4, 7, 8,10, 12, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 5, 6, 9, 11 zugeordneten Sinusschwingungen (G7), einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den Kanälen 1, 3, 6, 7, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 2,4,5,8,9,10,11,12 zugeordneten Sinusschwingungen (GlO), einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter Anschaltung der den Kanälen 1,2,10,11, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12 zugeordneten Sinusschwingungen (GH) und einer 12-Kanal-Gruppe mit glatter

Anschaltung der den Kanälen 1, 4, 6, 8. 11, 12, mit umgepolter Anschaltung der den Kanälen 2, 3, 5, 7, 9, 10 zugeordneten Sinusschwingungen (G 12); (Fig. 13).

9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Trägerfrequenzsystem mit Vorgruppenmodulation unter Verwendung von fünf Kanalumsetzer-Gestellen für jeweils 48 Sprechkreise eine 240-Kanal-Gruppe derart gebildet wird, daß bei den 12-Kanal-Gruppen 2, 3, 4 (1. Gestell), 6, 7, 8 (2. Gestell), 10, 11, 12 (3. Gestell), 14, 15, 16 (4. Gestell) und 18, 19, 20 (5. Gestell) jeweils einer der Kanalträger 12, 16, 20 kHz umgepolt, die anderen Kanalträger jeweils glatt angeschaltet sind, und daß beim 2., 3., 4., 5. Gestell jeweils einer der Vorgruppenträger 120, 108,96,84 kHz umgepolt, die anderen Vorgruppenträger jeweils glatt angeschaltet sind (Tabelle 1).

10. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Trägerfrequenzsystem mit Vorgruppenmodulation unter Verwendung von zwei Kanalumsetzer-Gestellen für jeweils 120 Sprechkreise eine 240-Kanal-Gruppe derart gebildet wird, daß bei den 12-Kanal-Gruppen6 bis 10 (1. Gestell), 11 bis 15 und 16 bis 20 (2. Gestell) jeweils einer der Kanalträger 12, 16, 20 kHz umgepolt, die anderen Kanalträger jeweils glatt angeschaltet sind, und daß bei den 12-Kanal-Gruppen 2, 3, 4, 5 und 7, 8, 9, 10 (1. Gestell) und 12, 13, 14, 15 und 17, 18, 19, 20 (2. Gestell) jeweils einer der Vorgruppenträger 120, 108, 96, 84 kHz umgepolt, die anderen Vorgruppenträger jeweils glatt angeschaltet sind (Tabelle 2).

11. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Trägerfrequenzsystem mit Vormodulation die Vormodulations-Trägerschwingungen gleicher Frequenz den Frequenzumsetzern der ersten Modulationsstufe mit für jede Kanalgruppe verschiedenartige Polung zugeführt werden.

12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Trägerumpolungen nach Verfahrensschritt f)> dadurch gekennzeichnet, daß Modulatoren und Demodulatoren mit gegen Erde symmetrischer Trägerzuführung benutzt sind.