DE1537094A1

DE1537094A1 - Empfangseinrichtung fuer mit Daten in Impulsform frequenzmodulierte Signale

Info

Publication number: DE1537094A1
Application number: DE19671537094
Authority: DE
Inventors: Alan Lewis
Original assignee: Evershed and Vignoles Ltd
Current assignee: Evershed and Vignoles Ltd
Priority date: 1966-08-17
Filing date: 1967-08-17
Publication date: 1969-09-18
Also published as: US3512087A; GB1189657A

Description

Empfangseinrichtung für mit Daten in Impulsform frequenzmodulierte Signale

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Empfang von Signalen, die mit Daten in Impulsformirequenzmoduliert sind, sowie eine Einrichtung zum Umformen dieser Signale zurück in Impulsform. Werden solche Signale über öffentliche Telefonleitungen übertragen, so muß dies innerhalb der normalen Telefonbandbreite von etwa ~j kH2erfolgen. Diese Bandbreite kann in mehrere Kanäle unterteilt werden, wobei jeder Kanal eine eigene Trägerfrequenz und eine ausreichende Bandbreite aufweist, um Informationenin Impulsform in ausreichender Menge zu übertragen. Im üblicher Weise sprechen die Signalempfänger selektiv auf das Frequenzband eines bestimmten Kanals an. Sie stellen das Vorhandensein der Trägerwelle dieses Kanals fest, wobei ein Prequerizanstieg auf der Trägerwelle als Markierung (mark) und ein Frequenzabfall als Zwischenraum (space) gilt. Dieses

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Verfahren wird in üblicher Weise mit der Hilfe von aktiven Selektivfiltern durchgeführt, wobei ein erster Filter den Kanal selektiv auswählt und ein zweiter Filter zwischen Markierung und Zwischenraum auf diesem Kanal unterscheidet. Der Bau solch eines Diskriminator ist sehr schwierig und außerordentlich aufwendig, da es notwendig ist die JFrequer.zänderungen von noch weniger als 50 Hz bei einer verhältnismäßig niedrigen Trägerfrequenz festzustellen.. Für gewöhnlich wird die Eingangswelle in Rechteckimpulse überführt, worauf dann der Diskriminatorfilter für Jedes einzelne Seitenband aus der Rechteckwelle die Grunüwelle ermittelt»

Erfindungsgemäß weist der Empfänger eine Bandbreite auf, deren Mittelpunkt auf der Trägerfrequenz jedes einzelnen Kanals liegt, Jedoch Seitenbänder beinhaltet, wobei die Zeitdauer einer Halbwelle oder einer Gesamtwelle des Eingangswellenzuges gegenüber Impulsen eines Taktgenerators mittels eines Zählers gemessen wird und ein Diskriminator so abgestimmt ist, daß er die Markierungsfrequenz, die Mittelpunktsfrequenz und die Zwischenraumfrequenz in Übereinstimmung mit der Zählsumme anzeigt. Dabei ist vorteilhaft, die Anzahl der zu zählenden Impulse dadurch zu verringern, daß der Taktgenerator während der halben Periode, in der die Welle ihre minimale Dauer hat, d.h. an der Grenze des

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oberen Seitenbandes zu unterbrechen. In diesem Fall repräsentiert die Anzahl der gezählten Impulse nicht unmittelbar die Zeitdauer der Welle, sondern vielmehr unmittelbar die Zeitdauer, da sie gleich der Gesamtanzahl der Taktirnpulse ist, die während der Zeitdauer der V/eile erzeugt wurde, vermindert um die konstante Anzahl der Impulse während der unterbrochenen Zeitspanne.

Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß die Frequenzdiskirminierung in sehr einfacher Weise vollzogen werden kann, wobei der Zähler sich tatsächlich als Filter verhält, dessen Grenzen durch Bereiche mit unendlichem Anstieg festgelegt sind. Dadurch werden die Seitenbänder für die Markierung und den Zwischenraum mit hoher Genauigkeit definiert. Obwohl als Multiplexsystem mit Frequenzunterteilung aufgebaut, so daß Bandpassfilter zur Trennung der einzelnen Kanäle voneinander notwendig sind, ist aber der Bau dieser Filter wesentlich vereinfacht, wenn ihnen ein Empfänger nach der Erfindung nachgeschaltet wird, so daß die Gesamteinrichtung weniger kostspielig ist.

Ein rtUsi'ührungkbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand öer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Empfängerschaltung.»

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Fi_to. 2 zeigt ein Signalbild.

Der Empfang einer Mittelpunktsfrequenz vom Sender zeigt an, daiB die Leitung offen und zur Datenübertragung bereit ist. Das.eingehende Signal gelangt durch die Isolierstufe 10 zu einer Verstärkerschaltung, die aus einem Verstärker 14 und einem Rückkopplungspfad 12 besteht, der eine Filtercharakteristik derart aufweist, daß die Verstärkung ungewünschter Frequenzen außerhalb des normalen Frequenzspektrums vermieden ist. Die Filtercharakterxstik muß jedoch nicht eine genaue Definition der Bandbreite des Empfängers geben. Bei dem Ausführungsbeispiel liegt die Filtercharakteristik im Rückkopplungspfad 12 des Verstärkers 14. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, die Filtercharakteristik in dem Verstärker selbst einzubauen.

Nach Verstärkung wird die empfangene Sinuswelle einem Schmitt Trigger 16 zugeführt und dort in Rechteckimpulse überführt. Der sich ergebenden Rechteckwelle P, (Fig. 2) werden dann in einem Gatterkreis 18 Impulse von dem Taktgenerator 20 aufgeschaltet, so daß die Zahl der Impulse vom Taktgenerator die durch den Gatterkreis gelangt die Zeitdauer der Rechteckwelle darstellt. Wie bereits oben erläutert wird der Gatterkreis mit einem Signal unterbrochen, das von einer Unterbrecherschaltung herrührt, die in dem gezeigten Beispiel ein Umformer 22 ist, der Spannung in Impulslängen umwandelt und mittels

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eines Potentiometers 24 einstellbar ist, so da3 die Unterbrechungszeitspanne entsprechend der halben Perioce des kürzesten zu empfangenden Wellenzuges definiert wird, d.h. entsprechend der Grenze des oberen Seitenbandes. Das Unterbrechungssignal P^₁ tritt bei Beginn der Rechteckwelle infolge eines Signals auf, das vom Schmitt Trigger 16 über die Leitung 26 dem Umformer 22 zugeführt wird. Bei Beendigung des Unterbrechungssignals gelangen die Taktimpulse P_v (Fig. 2) durch das Gatter und werden im Binärzähler 28 gezählt. Die verschiedenen Stufen des Binärzählers sind mit den UND-Gattern 30,32 und 34 verbunden, wobei diese Leitungen entsprechend den Zählungen ausgewählt werden, die die Markierung, die Mittelpunktsfrequenz und den Zwischenraum jeweils definieren. Somit dekodieren die drei Gatter 30, J)2 und 34 das Zählergebnis und ein entsprechendes Signal erscheint jeweils an einem Ausgang der Gatter. Diese Signale aus den Ausgängen der Gatter 30,32 und 34 aktivieren eine bi-stabile Schaltung 36 für die Markierung (jeweils für eine Zählung entsprechend dem oberen Seitenband), eine bi-stabile Schaltung 38 für die Mittelpunktsfrequenz (für eine Zählung entsprechend der Mittelpunktsfrequenz) und eine bi-stabile Schaltung 4C für einen Zwischenraum (für eine Zählung entsprechend dem unteren Seitenband).

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Das Signal P, vom Schmitt Trigger l6 wird außerdem einer Stufe 42 zugeführt, in der ein etwas verzögerter Anstoßimpuls für·die UND-Gatter über die Leitung 44 erzeugt wird. Der Anstoßimpuls bewirkt, daß das durch die Zählung bestimmte UND-Gatrer ein Signal zu der entsprechenden bistabilen Schaltung 3^:6, j)8 oder 40 abgibt, sobald die Zählung vollendet wurde (Pig. 2). Ferner gelangt von der Stufe 42 ein verzögertes und invertes Signal P₁ an den Zähler 28, der als Rück.;-tellimpuls dient.

Ein von dem Ausgangssignal Pp des Umformers 22 abgeleiteter Rückstellimpuls v/ird über die Leitung 46 auf die Schaltunge ~;j6, 38 und 40 für die Markierung, die Mittelpunkts frequenz und den Zwischenraum gegeben. In verschiedenen Fällen kann auf diesen Rückstellimpuls verzichtet werden, eine Änderung im Ausgang der Zählschaltung stellt dann jeweils die vorher aktivierte Schaltung 56, ;;8 oder 40 automatisch zurück.

Über eine Leitung 48 wird das Gatter l8 von der letzten Stufe des BinärZählers 28 aus unterbrochen, wenn der Zähler mit Eingangsimpulεen belegt ist. Dadurch ist vermieden, daß der Zähler von Null aus wieder zu arbeiten beginnt, nachdem er mit einem Zug von Taktimpulsen belegt ist, was zu einer falschen Zählung führen würde, die nur die Anzahl der überströmenden Impulse angibt.

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Ist somit die Zeitdauer, einer in den Empfänger gelangenden Halbwelle zu kurz (d.h. zu hohe Frequenz) so löscht sie der Umformer vollständig aus, und der Binärzähler empfängt keine Taktimpulse. Ist andererseits die Zeitdauer einer Halbwelle des ankommenden Wellenzuges zu lang, so wird der Über'schuß über das vcreingestellte Maximum von dem Binärzähler empfangen, worauf dieser wiederum ein Ansprechen verhindert. Auf diese Weise entsteht also ein digital arbeitendes Filter mit einer unendlich steilen Sperrcharakteristik. Das Filter am Schaltungseinganii ist somit lediglich erforderlich., um Rauschfrequenzen zu unterdrücken.

Soll die Schaltung mit einer anderen Mittelpunktefrequenz arbeiten, so ist es lediglich nötig, die die Unterbrechung bestimmende Impulslänge und die Taktimpulsfrequenz neu einzustellen. Dadurch vermeidet man ein Veränaern der Zählstellen des Diskriminatcrs.

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Claims

HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TEL. 367428 UND 3 0 4115

. NEGEDAPATENT HAMBFHG

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEl.53805 80

TEtEGIt. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

MÜNCHEN", ΐβ. AUgUSt 1907

(Anwaltsakte M-15²!)

Patentansprüche

l). Einrichtung zum Empfangen und Dekodieren von mit Impulsdaten frequenzmodulierten Signalen, gekennzeichnet durch eine Eingangsschaltung (18) mit einer Bandbreite, die beim Einstellen auf die Mitte einer bestimmten Trägerfrequenz Seitenbänder auf jeder Seite dieser Trägerfrequenz aufweist, einen Taktimpulsgenerator (20), einen Zähler (28) zum Zählen der während einer Halbwelle oder Ganzwelle des Eingangswellenzuges vom Taktimpulsgenerator erzeugten Impulse, derart, daß eine der Zeitdauer der Halbwelle oder Gesamtwelle entsprechende Gesamtzählsumme erhalten wird, ferner gekennzeichnet durch voreingestellte Diskriminatoren (J>6,38,40) zur Anzeige einer Markierungsfrequenz, einer Mittelpunktsfrequenz bzw. einer Zwischenraumfrequenz entsprechend der gesamten Zählsumme während der Halb- oder Ganzwelle.

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column ie., πακ.οκο.!.». e/l«seO8 . roiTiciici. hamscbo 1800 08

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltstufe (l6) zum Umwandeln des eingehenden Wellenzuges in eine Rechteckwelle, einen Gatterkreis (18), dem die Impulse vom Taktgenerator (20) zugeführt werden und der so aktivierbar ist, daß die Taktimpulse während der Zeitdauer einer Rechteckwelle durchgelassen werden, sowie durch eine Unterbrechungsschaltung (22) die dem Gatterkreis (18) ein Unterbrechungssignal zuführt, das bei Beginn der Rechteckwelle auftritt und eine vorbestimmte Zeit dauer aufweist. ' " -
j5. Einrichtung nach Anspruch 2.₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsschaltung (22) eine Dekodierstufe zur Um wandlung von Spannung: in Impulslänge ist, die durch eine Rechteckwelle aktiviert wird und ihre Eingangssteuerspannung von einer von Hand einstellbaren Einrichtung (24) ; empfängt. -.. ■ ■ ■ ^: ■ ■'- . ■
4. Einrichtung nach.Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (28) eine Überströmleitung (48) aufweist auf der eine Unterbrechungsspannung zum Gatter (l8.) gelangt, so daß der Durchgang weiterer Taktimpulse gesperrt wird, wenn der Zähler vollständig belegt ist.

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5· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Zähler (28) als Binärzähler aufgebaut ist, dessen Stufen selektiv mit drei UND-Gattern (30,^2,3)4) verbunden sind, wobei diese Verbindungen die Zählsummen zur Anzeige der Markierung, der Mittelpunktsfrequenz und des Zwischenraums definieren, und daß drei bi-stabile Schaltungen (36, 38, 4θ) vorgesehen sind, die von den Ausgängen der UND-Gatter zur Anzeige aktivierbar sind.