Sinusschwingungen werden über ein Trägerfrequenzsystera in verschiedener
Form. und zu verschiedenen Zwecken übertragen: so dienen Dauertöne in der Regel.
zur Überwachung oder zur Kennzeichnung des Belegungszustandes des Sprechkanals und
getastete Schwingungen vor allem als Wählzeichen oder als Zeichen für die Gebührenzählung.
Beispielsweise werden Schwingungen, deren Frequenz 3825 oder 3850 Hz beträgt (also
oberhalb des Sprachbandes 300 bis 3400 Hz liegt),in der niederfrequenten Zage in
die Sprechkanäle eingespeist. Dauertöne werden in der Regel. mit tiefem Pegel, getastete
Schwingungen mittiefem oder hohem Pegel (z. B. -18 dBm0 oder -4,3 dBm0 ) übertragen.
Schließlich werden. Pilotschwingungen Gruppen von Kanälen zugeordnet und zur Überwachung-
oder Pegelregeiung dieser Gruppen verwendet; z. Bist für die CCTTT-Grund-Primärgruppe
(60 bis 108 kHz) der Pilot 84,08 kHz vorgesehen, der in der trägerfrequenten Zage
in die 12-Kanal-Gruppe eingespeist wird.
Werden Sinusschwingungen
von ein und demselben Generator mit gleicher Amplitude, Frequenz und Phase - also
kohärente Schwingungen - in der niederfrequenten Zage in frequenzmässig nebeneinanderlegende
Kanäle eines Trägerfrequenzsystems eingespeist, dessen Trägerfrequenzen phasenstarr
aus einer Grundfrequenz abgeleitet sind, so entsteht in der trägerfrequenten Zage
im gemeinsamen Übertragungskanal ein Froqüenzgcmisch, das sich aus phasenstarren
Schwingungen zusammensetzt, deren Frequenzen einen konstanten Abstand gleich dem'
Nullfrequenzebstand voneinander haben. Fig. 1 zeigt beispielsweise den Fall, daß
ein Signalgenerator SG1 zwei Gruppen von jeweils 12 Kanälen speist. In den Fig.
1 bis 6 sind-mit 1 ... 12 die Signaleingänge der Kanäle 1 bis 12 des Trägerfrequenzsysterns
bezeichnet. Zur besseren Überecht werden zunächst Jeweils nur zwei 12-Kanal-Gruppen
betrachtet; in Wirklichkeit sind die hier behandelten, durch die Bildung von Spannungsspitzen
entstehenden Probleme vor allem bei sehr viel größeren Kanalzahlen von Interesse.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 229 593 ist es bekannt, daß das Frequenzgeiäisch
trotz kleiner mittlerer Leistung hohe impulsförmige Spannungsspitzen aufweist, und
zwar erreicht bei n Schwingungen die Spitzenamplitude theoretisch den n-fachen t@lert
der Einzelamplitude. Die Spannungsspitzen können die Mödulatoren und Verstärker
des Trägarfrequenzsystems und vor allem die Leitungsverstärker übersteuern und sehr
störende Intermodülationsurodukte verursachen.
Es ist bereits im
Hauptpatent darauf hingewiesen, daß diese hohen Spannungsspitzen auch dann auftreten,
wenn die Sinussohwingungen von mehreren freischwingenden Signalgeneratoren gleicher
Nennfrequenz geliefert werden. In der vorliegenden Fig. 2 ist beispielsweise der
Fall dargestellt, daß jede 12-Kanal-Gruppe von einem eigenen Signalgenerator SG1
b'zvr. SG2 gespeist wird. Die höchsten Spannungsspitzen sind hierbei genauso groß
wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Fall, sie treten. jedoch seltener auf, nämlich
nur dann, wenn die beiden Generatoren in gleicher Phase schwingen. Die Wijederholungsfrequenz
der höchsten Spannungsspitzen ist gleich der Schwebungsfrequenz der beiden Schwingungen.
. Im Hauptpatent ist gezeigt, daß sich die hohen impulsförmigen Spannungsspitzen
der trägerfrequenten Summenschwinungen verkleinern lassen, vrenn im Übertragungsweg
der Sinusschwingungen und/oder im Zuführungsweg der Trägerschwingungen Umpolungen
vorgenommen werden. Es sind: insbesondere Schaltschemata für Kanalgruppen - Gruppenarten
genannt - vorgeschlagen, die eine besonders gut eingeebnete Hüllkurve der trägerfrequenten
Summenschwingung ergeben (Verfahrensschritte d und e nach Patentanspruch 1). Die
vorliegende Fig. 3 gibt ein Beispiel für die Speisung von zwei 12-Kanal-Gruppen
von einem einzigen Signalgenerator SG1. Jeder 12-Kanal-Gruppe ist dasselbe Schaltschema
zugeordnet, und zwar die-Gruppenart G7 mit eingeebneter Hüllkurve nach Verfahrensschritt
d des Hauptpatentes.
(Die Schaltschernata'für die Gruppenart G7
und die anderen im: folgenden verwendeten Gruppenarten sind in Tabelle 2 am Ende
des speziellen Beschreibungsteils zusammengefaßt. Im Hauptpatent ist weiterhin ausgeführt,
daß es zweckmäßig ist, wenigstens bis zu 48 Kanälen herauf von 12-Kanal-Gruppe zu
12-Kanal-Gruppe die Gruppenart zu wechseln. Dieser Fall ist für zwei 12-Kanal-Gruppen,
denen die,Gruppenarten G7 und G10 zugeordnet sind, in der vorliegenden Lig. 4 dargestellt.
Man erreicht dadurch eine günstige Addition der beiden Summenschviingungen für jeweils
12 Kanäle, und zwar dadurch, daß ein Aufenanderfallen der gleichen Spitzen der beiden
Hüllkurven der Summenschwingungen verhindert wird.. Man könnte auf die vorgeschlagenen
Umpolmäßnahmen unter Umständen ganz verzichten, wenn man sehr viele freischwingende
Signalgeneratoren verwenden würde, z: B. je Fernsprechkanal einen eigenen Signalgenerator.
Dann tritt die lineare Addition der vielen Sinussehwingungen zur höchstmöglichen
Summe aller Scheitelwerte außerordentlich selten und sehr unregelmäßig auf. Dies
geht auch aus dem Aufsatz "Die statistische Verteilung von Augenblickswert und Amplitude
einer Sumrne von n glcic%i großen Wechselspannungen mit inkoinmensürablen Frequenzen"
von G. Kraus und 1I. Klupsch hervor, der im
"Archiv der elektrischen
Übertragung", Band 17 (1963)., Heft 1, Seite 6 bis 12 erschienen ist. (Unter "inkommensurablen
Frequenzen," werden in diesem Zusammenhang Frequenzen verstanden, die in keinem
rationalen Verhältnis zueinander stehen; dies bedeutet technisch, daß jede der-,
n, Wechsel-Spannungen von. einem eigenen Generator erzeugt wird.) Die Verwendung
eines eigenen Signalgenerators je Fernsprechkanal erfordert jedoch bei Trägerfrequenzsystemen
mit großen Sprechkreiszahlen -.z.B. 2704 Sprechkreisen - einen zu grossen Aufwand
und ist deshalb unwirtschaftlich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
im Hauptpatent vorgeschlagenen Maßnahmen zur Verkleinerung der im gemeinsamen Übertragungsweg
auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen und störenden Intermodulationsprodukte
weiter zu verbessern. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Anwendung
der folgenden Verfahrensschritte a und b oder als Optimum der Verfahrensschritte
a und c gelöst: a) bei einem System mit insgesamt m Kanalgruppen wird die Anzahl
g der Signalgeneratoren erhöht, wobei g zwischen ,den Werten 2 und m wählbar ist;
b)
es werden den von einem Signalgenerator gespeisten Kanalgruppenjeweils gleiche Gruppenarten
mit eingeebneter Hüllkurve zugeordnet; c) es werden den von einem Signalgenerator
gespeisten Kanalgruppen jeweils verschiedene Gruppenarten, vorzugsgreise solche
mit eingeebneter Hüllkurve, zugeordnet: Zweckmäßig enthalten bei Trägerfrequenzsystemen,
deren Frequenzplänendie zwölf Kanäle enthaltende Grund-Primärgruppe zugrunde liegt,
die Kanalgruppen jeweils zwölf Kanäle.
Der gemeinsamen Anwendung der Verfahrensschritte a und b "entspricht
in der vereinfachten Betrachtungsweise der Ver-
Wendung von zwei
Signalgeneratoren zur Speisung von zwei 92-Kanal-Gruppen die in Fig. 5 dargestellte
Schaltungsanordnung, die eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 3 ist. Die Verbesserung
besteht darin, daß eine Addition der Spannungsspitzen der beiden bereits eingeebneten
Hüllkurven nach Gruppenart G7 verhältnismäßig selten auftritt, nämlich nur dann,
;Trenn die beiden Signalgeneratoren SG1 und SG2 in gleicher Phase schwingen; nur
zu diesen Zeiten erreichen die` Spannungsspitzen die gleiche Amplitude
wie in dem in Fig. 3 dargestellten Fallbei Verwendung eines einzigen Signalgenerat-ors.
Das Höchstmaß der Verringerung der Spannungsspitzen und der störenden Intermodülationsprodukte
wird durch die gemeinsame Antiendung der Verfahrensschritte a-und c erreicht, entsprechend
der Schaltungsanordnung nach Fig. 6. Durch die Verwendung zweier freischwingender
Signalgeneratoren SG1 und SG ?_, denen zwei verschiedene Gruppenarten mit eingeebneter
Hüllkurve
G7 und G10 zugeordnet sind, tritt zu keiner Zeit eine Addition
der Einzel-Hüllkurven auf deren doppelten HUchstwert auf, auch dann nicht, trenn
die beiden Generatoren in gleicher Phase schwingen: Die Anordnung nach Pig. 6 ist
daher vresentlich günstiger als die Anordnung nach Fig. 4, sie erfordert,jedoch
einen größeren Schaltungsaufwand.
Es sei noch bemerkt, daß eine
Schaltungsanordnung nach Fig: 5 nur sinnvoll ist, wenn Gruppenarten mit eingeebneter
Hüllkurve-verwendet werden: Eine Schaltungsanordnung nach Fig. 6 ergibt auch bei
Verwendung anderer Gruppenarten eine wesentliehe Verbesserung., wenn diese nur untereinander
verschieden sind; den günstigsten Effekt zeigen aber auch hier die Gruppenarten
mit eingeebneter Hüllkurve. Tabelle 1 zeigt Schaltmöglichkeiten für zehn 12-Kanal-Primärgruppen,
also insgesamt 120 Kanäle: Ausgegangen wird von einer der Fig. q. entsprechenden
Anordnung,'bei der ein Signalgene-.rator zehn 12-Kanal-Gruppen speist:, denen jeweils
eine andere Gruppenart zugeordnet ist. Es folgen in Tabelle 1 Anordnungen nach der
Erfindung, und zwar nach-den Verfahrensschritten a und b (entsprechend Fig. 5) und
a und c (entsprechend Fg. 6). In der linken Spalte ist jeweils der eine Extremfall
betrachtet, daß die zehn 12-Kanal-Gruppen von nur zwei Signalgeneratoren gespeist
werden (also g = 2 nach Verfahrensschritt a); in der rechten Spalte ist jeweils
der andere Extremfall betrachtet,` daß für die zehn 12-Kanal-Gruppen jeweils ein
eigener Signalgenerator vorgesehen ist (also g = m = 10 nach Verfahrensschritt a).
Bei
den Ausführungsbeispielen nach Tabelle 1 sind durchweg Gruppenarten mit eingeebneter
Hüllkurve angegeben, und zwar sind diese willkürlich ausgewählt. Dabei spielt es
:keine Rolle, ob diese Gruppenarten durch Umpolungen im Übertragungsweg der Sinusschwingungen-
und/oder durch Umpolungen im Zuführungsweg der Trägerschwingungen realisiert werden,
wie dies bereits im Hauptpatent ausgeführt ist. Die angegebenen Verfahrensschritte
lassen sich ohne weiteres auf Trägerfreguenzsysteme mit z.B. 300,.960, 2700 oder
mehr Sprechkreisen sinngemäß anwenden. Zn Tabelle 2 sind sämtliche in den Ausführungsbeispielen
ver-1iendeten Gruppenarten zusammengestellt. Die Gruppenarten G2, G4 und G7 bis
G12 sind bereits im Hauptpatent angeführt. Die Gruppenarten G81 bis G83 -yverden
durch "IVIultiplikation" der Gruppenart G8 mit den Gruppenarten G2 bzvr. G4 erhalten,
wie dies ebenfalls im Hauptpatent beschrieben ist. Gruppenart G91 stellt eine Abwandlung
der Gruppenart G9 dar, wobei die Zählfolge der Kanäle umgekehrt ist.
| Tabelle 1 |
| - Verfahrensschritte |
| 12-Kanal- entspr. a und b a und c |
| Primär- fig. 4 entapr. fig. 5 entspr. hig: 6 |
| gruppe |
| SG G SG G SG G SG G I(( SG ' G |
| @rww.w W r. r"r,w, @..a ra_d -r w 9 t @@ -
@ _r -r. w w w. w. w. o ruyr.-y.vN - |
| 1 1 G7 1 1G7 1 G7 1 G7 1 1: I G7 |
| 2 G10 G10 , 2 G7 G10 , 2 !G10 |
| 3 . G11 G11 3 G7 G11 ! 3 = G11 |
| 4 G12 G12 4 ;G7 G12 4 ; G12 |
| 5 G91 @j Gcg1 5 I G7 G91 5 G91 |
| 6 G8 I 2 I G7 6 #G7 2 G8 .6 i G5 |
| 7 G81 ,; G'! 0 7 ;G7 :G81 . 7 ; G81 |
| G82 i G11 8 ' G7 1 G82 8 : G82 |
| 9 G83- G12 9 IG7 , G8'> 9 ' G83 |
| 10 G9 1 G91 ' 10 'G7 G9 10 G9 |
| Es bedeutet-: SG Signalgenerator |
| G Gruppenart |
| Tabelle 2 |
| Kanäle |
| 2 4 6 8 10 -12 |
| 1 3 5 7 9 11 |
| rY@rIwYwwIRhiN7wMwlww@ r@.e@!fmh.-ww@ Iwr wtlW r i1Y-rY@Y@VUari1,11^,11W
.111.W Yh@hw Y.v.a1@V1 r 1A. rr waow |
| G7 . x x . . x . x .. |
| t8 . . . x x x . . x x . x |
| 09 . x x . x . . . x |
| t10 . x .-XX . . xxxxx |
| a11 x x X x x x x . . x |
| a92 . x x x . x -. x. x . y . |
| x . x . x A x E x . x |
| G4 . . X x : X , : x x |
| G81 = (G8) (92) x . . X .- , x x |
| t82 = (G8) (G4) . x . x äc x x x x x . . |
| g83 = -(a82) (G2) . x x x x . x . x . x x . |
| t91 . x x x x |
| Es bedeutet |
| das Symbol . glatte Anscheltung der jeweiligen Zuleitung, |
| das Symbol x Umpolung der jeweiligen Zuleitung. |