DE1512764B2

DE1512764B2 - Verfahren zur uebertragung von sinusschwingungen gleicher amplitude und frequenz in den kanaelen eines traegerfrequenzsystems

Info

Publication number: DE1512764B2
Application number: DE19671512764
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr Ing Kagelmann Hermann 8000 München Rasch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1967-03-09
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE1512764A1; DE1512764C3

Description

dessen Trägerfrequenzen vorzugsweise synchroni- gg pp g

siert sind, mit Umpolungen im Übertragungsweg io zur Überwachung oder Pegelregelung dieser Gruppen der Sinusschwingungen und/oder im Zuführungs- verwendet; z. B. ist für die CCITT-Grund-Primärd

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 Lage in die Sprechkanäle eingespeist. Dauertöne werden in der Regel mit tiefem Pegel, getastete Schwingungen mit tiefem oder hohem Pegel (z. B. —18 dbmO oder —4,3 dbmO) übertragen. Schließlich werden Pilotschwingungen Gruppen von Kanälen zugeordnet und Ü

g / g

weg der Trägerschwingungen zur Vermeidung von im gemeinsamen Übertragungsweg dieser Schwingungen auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen der Summenschwingungen, wobei die Kanäle in Gruppen aufgeteilt und bestimmte Polungsschemata für diese Gruppen vorgesehen werden, nach Patentanmeldung? 14 87 443.2-31, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Verkleinerung der Spannungsspitzen und Intermodulationsprodukte die folgenden Verfahrensschritte a und b oder als Optimum die Verfahrensschritte a und c vorgenommen werden:

a) bei einem

gruppe (60 bis 108 kHz) der Pilot 84,08 kHz vorgesehen, der in der trägerfrequenten Lage 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 Lage in frequenzmäßig nebeneinanderliegende Kanäle eines Trägerfrequenzsystems eingespeist, dessen Trägerfrequenzen phasenstarr aus einer Grundfrequenz abgeleitet sind, so entsteht in der trägerfrequenten Lage im gemeinsamen Übertragungskanal ein Frequenzgemisch, das sich aus phasen-

bei einem System mit insgesamt m Kanal- ^starren Schwingungen zusammensetzt, deren Fregruppen wird die Anzahl /der Signalgenera- ²⁵ ?^uenzen emen konstanten Abstand gleich dem Nullhh bi frequenzabstand voneinander haben F1 g 1 zeigt

/ gg

toren erhöht, wobei g zwischen den Werten 2 und m wählbar ist·

b) es werden den von einem Signalgenerator gespeisten Kanalgruppen jewels gleiche Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve zügeordnet·

c) es werden den von einem Signalgenerator gespeisten Kanalgruppen jeweils verschiedene Gruppenarten, vorzugsweise solche mit eingeebneter Hüllkurve zugeordnet geebneter wumcurve, zugeordnet.

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

³°

³⁵

40

45 q
beispielsweise den Fall, daß em Signalgenerator ™^ei ?™?P^en.^v°ⁿ ΪΤΪ ^Tt^ T^- ^ ϊ

J¹*¹ S-⁶Jf? ¹^.^{1 bl} _f ^{S 12 die} Signaleingange der

banale 1 bis 12 des Trägerfrequenzsystem bezeichnet.

besseren Übersicht werden zunächst jeweils nur

^zwej ^^f™^™ ^hetxf^cht^'_A ⁱⁿ Wirklichkeit ^s _c ^ind die hier behandelten durch die Bildung von Spannungsspitzen entstehenden Probleme vor allem ^{bei sehr viel} g^roßeren Kanalzahlen von Interesse. Aus ^ _{deutschen Auslegeschrift} χ ₂29 593 ist es bekannt, daß das Frequenzgemisch trotz kleiner mittlerer Leistung hohe impulsförmige Spannungsspitzen aufweist, und zwar erreicht bei η Schwingungen die Spitzenamplitude theoretisch den «-fachen Wert der Einzelamplitude. Die Spannungsspitzen können die Modulatoren und Verstärker des Trägerfrequenzsystems und vor allem die Leitungsverstärker übersteuern und sehr störende Intermodulationsprodukte verursachen.

Es ist bereits in der Hauptpatentanmeldung P 14 87 443.2-31) darauf hingewiesen, daß diese hohen Spannungsspitzen auch dann auftreten, wenn die Sinusschwingungen von mehreren frei schwingenden

_ Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Sinusschwingungen, die von einem

oder mehreren Signalgeneratoren jeweils mit gleicher 5° Signalgeneratoren gleicher Nennfrequenz geliefert Amplitude, Frequenz und Phase in eine Vielzahl von werden. In der vorliegenden F i g. 2 ist beispielsweise Kanälen eines Trägerfrequenzsystems eingespeist wer- der Fall dargestellt, daß jede 12-Kanal-Gruppe von den, dessen Trägerfrequenzen vorzugsweise synchroni- einem eigenen Signalgenerator SGl bzw. SG2 gespeist siert sind, mit Umpolungen im Übertragungsweg der wird. Die höchsten Spannungsspitzen sind hierbei Sinusschwingungen und/oder im Zuführungsweg der 55 genauso groß wie bei dem in F i g, 1 dargestellten Fall, Trägerschwingungen zur Vermeidung von im gemein- sie treten jedoch seltener auf, nämlich nur dann, wenn samen Übertragungsweg dieser Schwingungen auf- i lh h hi

tretenden hohen impulsförmigen Spitzen der Summenschwingungen, wobei die Kanäle in Gruppen aufgeteilt und bestimmte Polungsschemata für diese Gruppen vorgesehen werden, nach Patentanmeldung P 14 87 443.2-31.

Sinusschwingungen werden über ein Trägerfrequenzsystem 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

die beiden Generatoren in gleicher Phase schwingen. Die Wiederholungsfrequenz der höchsten Spannungsspitzen ist gleich der Schwebungsfrequenz der beiden Schwingungen.

In der Hauptpatentanmeldung P 14 87 443.2-31 ist gezeigt, daß sich die hohen impulsförmigen Spannungsspitzen der trägerfrequenten Summenschwingungen verkleinern lassen, wenn im Übertragungsweg der Sinusschwingungen und/oder im Zuführungsweg der Trägerschwingungen Umpolungen vorgenommen werden. Es sind insbesondere Schaltschemata für Kanalgruppen — Gruppenarten genannt — vorgeschlagen,

3 4

die eine besonders gut eingeebnete Hüllkurve der Zweckmäßig enthalten bei Trägerfrequenzsystemen, trägerfrequenten Summenschwingung ergeben (Ver- deren Frequenzplänen die zwölf Kanäle enthaltende fahrensschritte d und e nach Patentanspruch 1). Die Grund-Primärgruppe zugrunde liegt, die Kanalvorliegende F i g. 3 gibt ein Beispiel für die Speisung gruppen jeweils zwölf Kanäle.

von zwei 12-Kanal-Gruppen von einem einzigen 5 Die Maßnahmen nach der Erfindung werden vorteil-Signalgenerator SGl. Jeder 12-Kanal-Gruppe ist das- haft dann angewendet, wenn die in der Hauptpatentselbe Schaltschema zugeordnet, und zwar die Gruppen- anmeldung vorgeschlagenen Umpolmaßnahmen für art Gl mit eingeebneter Hüllkurve nach Verfahrens- sich allein mit Rücksicht auf den Spitzenpegel zwar schritt d der Hauptpatentanmeldung. (Die Schalt- ausreichen, aber aus Sicherheitsgründen oder wegen schemata für die Gruppenart Gl und die anderen im io zu kleiner Klirrdämpfung der Übertragungsstrecke folgenden verwendeten Gruppenarten sind in Tabelle 2 noch eine weitere Verbesserung der Übertragungsam Ende des speziellen Beschreibungsteils zusammen- qualität erwünscht ist. gefaßt.) Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

In der Hauptpatentanmeldung ist weiterhin ausge- vereinfachten F i g. 5 und 6 und an den in Tabelle 1 führt, daß es zweckmäßig ist, wenigstens bis zu 15 gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. 48 Kanälen herauf von 12-Kanal-Gruppe zu 12-Kanal- Der gemeinsamen Anwendung der Verfahrens-Gruppe die Gruppenart zu wechseln. Dieser Fall ist schritte a und b entspricht in der vereinfachten Befür zwei 12-Känal-Gruppen, denen die Gruppen- trachtungsweise der Verwendung von zwei Signalarten Gl und GlO zugeordnet sind, in der vorliegenden generatoren zur Speisung von zwei 12-Kanal-Gruppen F i g. 4 dargestellt. Man erreicht dadurch eine günstige 20 die in F i g. 5 dargestellte Schaltungsanordnung, die Addition der beiden Summenschwingungen für je- eine Weiterbildung der Anordnung nach F i g. 3 ist. weils 12 Kanäle, und zwar dadurch, daß ein Auf- Die Verbesserung besteht darin, daß eine Addition der einanderf allen der gleichen Spitzen, der beiden "Hüll- Spannungsspitzen der beiden bereits eingeebneten kurven der Summenschwingungen verhindert wird. Hüllkurven nach ' Gruppenart Gl verhältnismäßig

Man könnte auf die vorgeschlagenen Umpolmaß- 25 selten auftritt, nämlich nur dann, wenn die beiden nahmen unter Umständen ganz verzichten, wenn man Signalgeneratoren SGl und SG2 in gleicher Phase sehr viele frei schwingende Signalgeneratoren ver- schwingen; nur zu diesen Zeiten erreichen die Spanwenden würde, z. B. je Fernsprechkanal einen eigenen nungsspitzen die gleiche Amplitude wie in dem in Signalgenerator. Dann tritt die lineare Addition der F i g. 3 dargestellten Fall bei Verwendung eines vielen Sinusschwingungen zur höchstmöglichen Summe 30 einzigen Signalgenerators.

aller Scheitelwerte außerordentlich selten und sehr un- Das Höchstmaß der Verringerung der Spannungsregelmäßig auf. Dies geht auch aus dem Aufsatz spitzen und der störenden Intermodulationsprodukte »Die statistische Verteilung von Augenblickswert und wird durch die gemeinsame Anwendung der Verfah-Amplitude einer Summe von η gleich großen Wechsel- rensschritte a und c erreicht, entsprechend der Schalspannungen mit inkommensurablen Frequenzen« von 35 tungsanordnung nach P i g. 6. Durch die Verwendung G. Kraus und H. Klupsch hervor, der im zweier frei schwingender Signalgeneratoren 5Gl und »Archiv der elektrischen Übertragung«, Bd. 17 (1963), 5G2, denen zwei verschiedene Gruppenarten mit ein-H. 1, S. 6 bis 12, erschienen ist. (Unter »inkommen- geebneter Hüllkurve Gl und GlO zugeordnet sind, surablen Frequenzen« werden in diesem Zusammen- tritt zu keiner Zeit eine Addition der Einzel-Hüllhang Frequenzen verstanden, die in keinem rationalen 40 kurven auf deren doppelten Höchstwert auf, auch Verhältnis zueinander stehen; dies bedeutet technisch, dann nicht, wenn die beiden Generatoren in gleicher daß jede der η Wechselspannungen von einem eigenen Phase schwingen. Die Anordnung nach F i g. 6 ist Generator erzeugt wird.) Die Verwendung eines daher wesentlich günstiger als die Anordnung nach eigenen Signalgenerators je Fernsprechkanal erfordert F i g. 4, sie erfordert jedoch einen größeren Schaltungsjedoch bei Trägerfrequenzsystemen mit großen Sprech- 45 aufwand.

kreiszahlen — z. B. 2700 Sprechkreisen — einen zu Es sei noch bemerkt, daß eine Schaltungsanordnung

großen Aufwand und ist deshalb unwirtschaftlich. nach F i g. 5 nur sinnvoll ist, wenn Gruppenarten mit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in eingeebneter Hüllkurve verwendet werden. Eine

der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen Maß- Schaltungsanordnung nach F i g. 6 ergibt auch bei

nahmen zur Verkleinerung der im gemeinsamen Über- 50 Verwendung anderer Gruppenarten eine wesentliche

tragungsweg auftretenden hohen impulsförmigen Verbesserung, wenn diese nur untereinander ver-

Spitzen und störenden Intermodulationsprodukte schieden sind; den günstigsten Effekt zeigen aber auch

weiter zu verbessern. hier die Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Tabelle 1 zeigt Schaltmöglichkeiten für zehn Anwendung der folgenden Verfahrensschritte a und b 55 12-Kanal-Primärgruppen, also insgesamt 120 Kanäle, oder als Optimum der Verfahrensschritte a und c Ausgegangen wird von einer der F i g. 4 entsprechengelöst: den Anordnung, bei der ein Signalgenerator zehn

12-Kanal-Gruppen speist, denen jeweils eine andere

a) bei einem System mit insgesamt m Kanalgruppen Gruppenart zugeordnet ist.

wird die Anzahl g der Signalgeneratoren erhöht, 60 Es folgen in Tabelle 1 Anordnungen nach der Erfin-

wobei g zwischen den Werten 2 und m wählbar ist; dung, und zwar nach den Verfahrensschritten a und b

b) es werden den von einem Signalgenerator ge- (entsprechend F i g. 5) und a und c (entsprechend speisten Kanalgruppen jeweils gleiche Gruppen- Fig. 6). In der linken Spalte ist jeweils der eine

. arten mit eingeebneter Hüllkurve zugeordnet; Extremfall betrachtet, daß die zehn 12-Kanal-Gruppen

c) es werden den von einem Signalgenerator ge- 65 von nur zwei Signalgeneratoren gespeist werden (also speisten Kanalgruppen jeweils verschiedene Grup- g = 2 nach Verfahrensschritt a); in der rechten Spalte penarten, vorzugsweise solche mit eingeebneter ist jeweils der andere Extremfall betrachtet, daß für Hüllkurve, zugeordnet. die zehn 12-Kanal-Gruppen jeweils ein eigener Signal-

generator 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 in der Hauptpatentanmeldung ausgeführt ist. Die angegebenen Verfahrensschritte lassen sich ohne weiteres auf Trägerfrequenzsysteme mit z. B. 300, 960, 2700 oder mehr Sprechkreisen sinngemäß anwenden.

In Tabelle 2 sind sämtliche in den Ausführungsbeispielen verwendeten Gruppenarten zusammengestellt. Die Gruppenarten Gl, GA und G7 bis G12 sind bereits in der Hauptpatentanmeldung angeführt. Die Gruppenarten G81 bis G83 werden durch »Multiplikation« der Gruppenart G8 mit den Gruppenarten G2 bzw. G4 erhalten, wie dies ebenfalls in der Hauptpatentanmeldung beschrieben ist. Gruppenart G 91 stellt eine Abwandlung der Gruppenart G9 dar, wobei die Zählfolge der Kanäle umgekehrt ist.

Tabelle 1

12-Kanal-

Entsprechend

SG

G

a und b

SG

G

SG

Verfahre

Qsschritte
a und c

SG

G

SG

G

Primär-

Fig. 4

1

Gl

entsprechend F i g. 5

1

Gl

1

entsprechend F i g. 6

1

Gl

1

Gl

GlO

GlO

2

G

GlO

2

GlO

1

GIl

GIl

3

G7

GIl

3

GIl

2

G12

4

Gl

G12

4

G12

3

G91

G91

5

Gl

G91

5

G91

4

G8

2

Gl

6

Gl

2

G8

6

G8

5

G81

GlO

7

Gl

G81

7

G81

6

G82

GIl

8

Gl

G82

8

G82

7

G83

~ G12

9

Gl

G83

9

G 83

8

G9

G91

10

Gl

G9

10

G9

9

Gl

10

Gl

Es bedeutet: SG Signalgenerator.
G Gruppenart.

¹ I

2

Tabelle <

3

4

5

Kanäle

7

8

9

10

U

12

.

X

6

.

X

.

X

•

X

•

X

•

X

G7

•

X

•

.

X

■

G8

X

.

•

X

G9

•

X

•

X

GlO

X

.

X

•

X

.

GIl

•

X

.

X

.

X

.

X

G12

.

X

.

X

.

X

G2

X

-

•

X

.

X

.

G4

•

X

•

X

•

G81 = (G8) (G2)

•

X

•

X

• ·

X

G82 = (G8) (G4)

•

X

•

.

•

X

•

G83 = (G 82) (G2)

X

G91

Es bedeutet

das Symbol · glatte Anschaltung der jeweiligen Zuleitung, das Symbol χ Umpolung der jeweiligen Zuleitung.

Hierzu 1 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,