DE1512764C3

DE1512764C3 - Verfahren zur Übertragung von Sinusschwingungen gleicher Amplitude und Frequenz in den Kanälen eines Trägerfrequenzsystems

Info

Publication number: DE1512764C3
Application number: DE19671512764
Authority: DE
Inventors: Hermann Kagelmann; Johannes Dr.-Ing. Rasch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1967-03-09
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE1512764B2; DE1512764A1

Description

ä) bei einem System mit insgesamt m Kanalgruppen wird die Anzahl g der Signalgenera-. toren erhöht, wobei g zwischen den Werten 2 und m wählbar ist;

b) es werden den von einem Signalgenerator gespeisten Kanälgruppen jeweils gleiche Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve zugeordnet;

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

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 Summenschwingungen, wobei die Kanäle in Gruppen aufgeteilt und bestimmte Polungsschemata für diese Gruppen vorgesehen werden, nach Patent 1487 443.

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 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 zur Überwachung oder Pegelregelung dieser Gruppen

. verwendet; z. B. ist für die CCITT-Grund-Primärgruppe (60 bis 108 kHz) der Pilot 84,08 kHz vorgesehen, der in der trägerf requenten 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 phasenstarren Schwingungen zusammensetzt, deren Frequenzen einen konstanten Abstand, gleich dem NuIlfrequenzabstand voneinander haben. F i g. 1 zeigt beispielsweise den Fall, daß ein Signalgenerator SGl zwei Gruppen von jeweils 12 Kanälen speist. In den Fig. 1 bis 6 sind mit 1 bis 12 die Signaleingänge der Kanäle 1 bis 12 des Trägerfrequenzsystems bezeichnet. Zur besseren Übersicht 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 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 dem Hauptpatent 1487 443 darauf hingewiesen, daß diese hohen Spannungsspitzen auch dann auftreten, wenn die Sinusschwingungen von mehreren frei schwingenden Sinalgeneratoreh gleicher Nennfrequenz geliefert werden. In der vorliegenden Fig. 2 ist beispielsweise der Fall dargestellt, daß jede 12-Kanal-Gruppe von einem eigenen Signal-I generator 5Gl bzw. SG 2 gespeist wird. Die höchsten

55' Spannungsspitzen sind hierbei genauso groß wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Fall, sie treten jedoch seltener auf, nämlich nur dann,.wenn die beiden Generatoren in gleicher Phase schwingen. Die Wiederholungsfrequenz der höchsten Spannungsspitzen ist gleich der Schwebungsfreqüenz der beiden Schwingungen.

In dem Hauptpatent 1 487 443 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 Kanal-

gruppen — Gruppenarten genannt — vorgeschlagen, die eine besonders gut eingeebnete Hüllkurve der trägerfrequenten Summenschwingung ergeben (Verfahrensschritte d und e nach Patentanspruch 1). Die vorliegende F i g. 3 gibt ein Beispiel für die Speisung von zwei 12-Kanal-Gruppen von einem einzigen Signalgenerator SCl. Jeder 12-Kanal-Gruppe ist dasselbe Schaltschema zugeordnet, und zwar die Gruppenart Gl mit eingeebneter Hüllkurve nach Verfahrens-Zweckmäßig enthalten bei Trägerfrequenzsystemen, deren Frequenzplänen die zwölf Kanäle enthaltende Grund-Primärgruppe zugrunde liegt, die Kanalgruppen jeweils zwölf Kanäle.

Die Maßnahmen nach der Erfindung werden vorteilhaft dann angewendet, wenn die in der Hauptpatehtanmeldung vorgeschlagenen Umpolmaßnahmen für sich allein mit Rücksicht auf den Spitzenpegel zwar ausreichen, aber aus Sicherheitsgründen oder wegen

schritt d des Hauptpatents. (Die Schaltschemata für io zu kleiner Klirrdämpfung der Übertragungsstrecke

die Gruppenart Gl und die anderen im folgenden noch eine weitere Verbesserung der Übertragungsverwendeten Gruppenarten sind in Tabelle 2 am Ende qualität erwünscht ist.

des speziellen Beschreibungsteils zusammengefaßt.) Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

In dem Hauptpatent ist weiterhin ausgeführt, daß . Vereinfachten F i g. 5 und 6 und an den in Tabelle 1

es zweckmäßig ist, wenigstens bis zu 48 Kanälen 15 gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Der gemeinsamen Anwendung . der .Verfahrensschritte a und. b entspricht in der vereinfachten Betrachtungsweise der Verwendung von zwei Signalgeneratoren zur Speisung von zwei 12-Kanal-Gruppen die in F i g. 5 dargestellte Schaltungsanordnung, die eine Weiterbildung der Anordnung nach F i g. 3 ist.

herauf von 12-Kanal-Gruppe zu 12-Kanal-Gruppe die Gruppenart zu wechseln. Dieser Fall ist für zwei 12-Kanal-Gruppen, denen die Gruppenarten Gl und GlO zugeordnet sind, in der vorliegenden Fig. 4 dargestellt. Man erreicht dadurch eine günstige Addition der beiden Summenschwingungen für je-' weils 12 Kanäle, und zwar dadurch, daß ein Aufeihanderfallen der gleichen Spitzen der beiden Hüllkurven der Summenschwingurigen verhindert wird.

Die Verbesserung besteht darin, daß eine Addition der Spannungsspitzen der beiden bereits eingeebneten Hüllkurven nach Gruppenart Gl verhältnismäßig

wenn die beiden

Man könnte auf die vorgeschlagenen Umpolmaß- ;as selten auftritt, nämlich nur dann, nahmen unter Umständen ganz verzichten, wenn man Signalgeneratoreh 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 Scheirelwerte 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 Schalspännungen mit inkommensurablen Frequenzen« von '35 tungsanordnung nach Fi g. 6. Durch die Verwendung G. Kraus und H. Kl up sch hervor, der im
»Archiv der elektrischen Übertragung«, Bd. 17 (1963),
H. 1, S. 6 bis 12, erschienen ist. (Unter »inkommensurablen Frequenzen« werden in diesem Zusammen-

hang Frequenzen verstanden, die in keinem rationalen Verhältnis zueinander stehen; dies bedeutet technisch, daß jede der η Wechselspannungen von einem eigenen Generator· erzeugt wird.) Die Verwendung eines eigenen Signalgenerators je Fernsprechkanal erfordert jedoch bei Trägerfrequenzsystemen mit großen Sprechkreiszahlen — z. B. 2700 Sprechkreisen — einen zu großen Aufwand und ist deshalb unwirtschaftlich. . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen Maß-

zweier frei schwingender Signalgerieratoren SG1 und SC2, denen zwei verschiedene Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve Gl und GlO zugeordnet sind, tritt zu keiner Zeit eine Addition der Einzel-Hüllkurven auf deren doppelten Höchstwert auf, auch dann nicht, wenn die beiden Generatoren in gleicher Phase schwingen. Die Anordnung nach F i g. 6 ist daher wesentlich günstiger als die Anordnung nach F i g. 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 F i g. 6 ergibt auch bei

nahmen zur Verkleinerung der im gemeinsamen Über- 5° Verwendung, anderer Gruppenarten eine wesentliche

tragungsweg auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen und störenden Intermodulationsprodukte weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die 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

Anwendung der folgenden Verfahrensschritte a und b 55 12-Kanal-Primärgruppen, also insgesamt 120 Kanäle.

oder als
gelöst:

Optimum der Verfahrensschritte a und c

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 Signal generator ge-■ speisten Kanalgruppen jeweils gleiche Gruppenarten mit eingeebneter Hüllkurve zugeordnet;

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

Ausgegangen wird von einer der F i g. 4 entsprechenden Anordnung, bei der ein Signalgenerator zehn 12-Kanal-Gruppen speist, denen jeweils eine andere Gruppenart zugeordnet ist.

Es folgen in Tabelle 1 Anordnungen nach der Erfinj . dung, und zwar nach den Verfahrensschritten a und b ; (entsprechend F i g. 5) und a und c (entsprechend j F i g. 6). In der linken Spalte ist jeweils der eine j Extremfall betrachtet, daß die zehn 12-Kanal-Gruppen J65 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 Signal-.

generator vorgesehen ist (also g — m = 10 nach Verfahrensschritt a).

Bei den Ausführungsbeispielen nach Tabelle 1 sind durchweg Gruppeharten mit eingeebneter Hüllkurve angegeben, und zwar sind'diese willkürlich ausgewählt. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese Gruppen-■ arten durch Umpolungen im Übertragungsweg der. Sinusschwingungen und/oder durch Umpolungen im Zuführungsweg der Trägerschwingungen realisiert werden, wie dies bereits in dem Hauptpatent ausgeführt ist. Die angegebenen Verfahrensschritte lassen sich ohne weiteres auf "Trägerfrequnzsysteme mit z. B. 300, 960, 2700 oder mehr Sprechkreisen sinngemäß anwenden.

In Tabelle 2 sind sämtliche in den Ausführungsbeispielen verwendeten Gruppenarten zusammengestellt. Die Gruppenarten G2, GA und G7 bis G12 sind bereits in der Hauptpatentanmeldung angeführt. Die Gruppenarten G 81 bis G 83 werden durch »Multiplikation« der Gruppenart G 8 mit den Gruppenarten G 2 bzw. GA erhalten, wie dies ebenfalls in dem Hauptpatent beschrieben ist. Gruppenart G 91 stellt eine Abwandlung der Gruppenart G 9 dar, wobei die Zählfolge der Kanäle umgekehrt ist.

-.. Entsprechend

SG

G

Tabelle 1.

SG

G

SG

Verfahre

nsschritte
a und c

SG

G

SG

G

12-KanaI-

F i g. 4

1

Gl

a und b.

1

Gl

■'. 1

• entsprechend Fig. 6

1

Gl

1 '

Gl

Primär-
cmnne *

GlO

entsprechend F i g. 5

GlO

2

G

GlO

■'■ 2 - =

GlO

GIl

3

Gl

GIl

3

GIl

■ ι: ■'■■■■.

G12

4

Gl

G12

. .4

G12

■■■.. 2

.. .·

G91

.5

Gl

G91

'5 ■■■■■

G91

■ ■ .-.,■ 3.

G8

2

G7

6

Gl

'■· ■- 2 :

G8

6

G8

.4

G81

GlO

7

Gl

G81

7

G81

. ' . .5 '■ .

G82

GIl

8

Gl

G82

8

G82

6

G83

G12

9

Gl

G83

9

G83

:· . 7 .■■■ :

G9

G91

10

Gl

G9

10

G9

8

Gl

9

Gl

10

Es bedeutet: SG Signalgenerator.
■■-'■· G Gruppenart.

¹ I

2·

Tabelle 2

X

5

Kanäle

6

7

8

9

X

11

. 12

X

⁵ x

•

X

.

.3 I 4

X

.

X

.

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G7

•

■

X

■■·

X

•

X

•

G8

X

.

X

.

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G9

•

X

X"

X

• ■

X

GlO

. ■

X

.

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. '

X

.

^x

■ . ■

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GIl

X

.

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•. ■

X

.

'·

X

G12

.

X

.

'.

X

X₁

X

G2

•

X

.

X

•

.' '

X

G4 ,

•

.

X

•

' X

X

. X

X

•

X

.

G81 = (G 8) (G2)

X

.

X

. .

X

·'■

X

G82 = (G8) (G4)

■

X

•

X

•

X

•

G83 = (G82) (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, dessen Trägerfrequenzen vorzugsweise synchronisiert sind, mit Umpolungen im Übertragungsweg der Sinusschwingungen und/öder im Zuführungsweg der Trägerschwingungen zur Vermeidung von im gemeinsamen Übertragungsweg dieser Schwingungen auftretenden hohen impulsförmigen Spitzen der Summenschwingungen, wobei die Kanäle in Gruppen aufgeteilt und bestimmte Polungs-. schemata für diese Gruppen vorgesehen werden, nach Patent 1487 443, 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: · '·."..■