DE1805398B2 - Schaltungsanordnung zur zweiseitigen informationsuebertragung in nachrichten- insbesondere nachrichtenvermittlungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur zweiseitigen Informationsübertragung, die zwischen einer ersten und einer zweiten übertragungsleitung eingeschaltet ist und eine erste Anschlußschaltung zur Verbindung mit der ersten und eine zweite Anschlußschaltung zur Verbindung mit der zweiten übertragungsleitung besitzt in Nachrichten-, insbesondere Nachrichten Vermittlungsanlagen.

Bei Nachrichtenübertragungssystemen ist es üblich, Signale zwischen den angeschlossenen Stationen mit Hilfe von Trägersignalen zu übertragen, die mit den Signalen dieser Stationen moduliert sind. Die hier in Betracht kommenden Modulationsarten sind Fre-

"f

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qinii Impulsnuxlulution, wie beispielsweise Deltamodulation odor andere Modulationsarten oder Kombinationen der verschiedenen Modululiunsverfahron. Bei den bekannten Systemen, die modulierte TrHgersignale verwenden, onthallen die überlragungsschaltungen, die jeder Station zugeordnet sind, einen Modulator, einen Detektor, Kopplungsclemente, welche die Signale des Modulators an die Übertragungsleitung und solche, welchedie übertragungsleitung an den Detektor koppeln. Darüber hinaus sind Gabelschaltimgen vorgesehen, die eine Rückkopplung zwischen dem ankommenden demodulierten Signal und dem abgehenden Signal, welches dem Modulator zugeführt wird, verhindern. Wenn das ankommende Signal am Eingang des Modulators auftritt, können Rückkopplungsstörungen auftreten, welche die Signalübertragung zwischen den Stationen blockieren.

Für diese Zwecke werden vielfacn Gabelschaltungen verwendet, die speziell gewickelte Transformatoren und zusätzliche Schaltungen benötigen, die ihrerseits elektronische Bauelemente verwenden.

Bei bekannten derartigen Schaltungen werden Transformatoren benötigt, um die Rückkopplung zu verhindern. Ferner sind elektronische Schaltungen für die Impedanzanpassung der Leitung an der Verbindungsstelle mit dem Transformator erforderlich. Eine Fehlanpassung dieser Impedanzen hätte Signalverluste und unzulässige Reflexionen zur Folge. Der übertrager und die zusätzliche Schaltung machen die übertragungsschaltung teuer und kompliziert.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine elektrische Signalübertragungseinrichtung anzugeben, die ohne diese komplizierten und aufwendigen Bauelemente auskommt.

Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiseitige übertragung aus einem Modulator, der mit der ersten Anschlußschaltung und zur Modulation der von der ersten übertragungsleitung empfangenen Signale und zur übertragung der modulierten Signale zur zweiten übertragungsleitung dient und hierzu mit der zweiten Anschlußschaltung verbunden ist, ferner einen Detektor zur Erzeugung eines ersten demodulierten Signals aus dem modulierten Signal der ersten Anschlußschaltung und zur Erzeugung eines zweiten demodulierten Signals aus dem von der zweiten Anschlußschaltung in der Gegenrichtung empfangenen Signals enthält, daß der Detektor die beiden demodulierten Signale gemeinsam zur ersten Anschlußschaltung überträgt, derart, daß das erste demodulierte Signal in Gegenphase zu dem Eingangssignal der ersten Anschlußschaltung ist und diese unterdrückt, so daß nur das von der zweiten Anschlußschaltung aus der Gegenrichtung empfangene Signal übertragen wird.

Weitere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dadurch, daß die Erfindung weitgehend auf die Verwendung komplizierter und teuer herzustellender Bauelemente, beispielsweise Gabelübertrager, verzichtet, die sorgfältig auf die vorliegenden Impedanzen der Übertragungsleitungen und der angeschlossenen Schaltungen abgeglichen sein müssen, besitzt die Erfindung beträchtliche wirtschaftliche und technische Vorteile.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. I ein allgemeines BlouWiialtbild der elektrischen Signalübertragungseinrichtung gemäß dei Erfindung,

Fig. 2 das Blockschallbild einer Signalüberlrngungseinrichtung mit Frequenzmodulation,

Fig. 3 das Blockschallbild einer Konferenzschaltung mehrerer übertragungsein richtungen nach F ig. 2,

F i g. 4 eine übertragungseinrichtung nach F i g. 2 mit Frequenzmultiplex-Übertragung,
ίο Fig. 5 eine übertragungseinrichtung nach F i g. 2 mit drahtlosen Verbindungen,

F i g. 6 eine andere übertragungseinrichtung gemäß der Erfindung, die mit Deltamodulation arbeitet,

Fig. 7 eine Weiterbildung der übertragungseinrichtung nach F i g. 6,

F i g. 8 eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach F i g. 6, in deren Deltamodulator ein gemeinsamer Reflexverstärker verwendet wird,

F i g. 9 eine Weiterbildung der übertragungsschalmng nach F i g. 2, die eine Zuschaltung weiterer Stationen gestattet.

Fig, 10 Einzelheiten einer Abwandlung der Einrichtung nach F i g. 6, bei welcher zusätzliche Stationen eingebaut sind, und

Fig. Il Einzelheilen einer Abwandlung der Einrichtung nach F i g. 7, bei welcher ebenfalls zusätzliche Stationen angeschaltet sind.

Kurze Beschreibung

Die Erfindung betrifft den Austausch von Signalen zwischen einzelnen Stationen mit Hilfe von modulierten Trägersignalen. Es werden hierfür gabelüberlragerfreie zweiseitige Übertragungsschaltungen für den Austausch der Signale zwischen den ausgewählten Stationen verwendet, die über einen gemeinsamen Übertragungskanal miteinander verbunden sind, über den die modulierten Signale übertragen werden. Jede zweiseitige Übertragung ist zwischen einer Station und einem gemeinsamen Vermittlungsnetzwerk angeschlossen. Die zweiseitige übertragung arbeitet derart, daß sie ein Trägersignal in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal einer Station moduliert und das modulierte abgehende Signal auf das Netzwerk überträgt. In die zweiseitige übertragung ist ein Rückkopplungszweig eingefügt, in dem ein Signal, welches der Summe des abgehenden modulierten Signals und einem modulierten Signal, welches über das Netzwerk ankommt, entspricht, demoduliert und zu dem Anschluß der zweiseiligen übertragung mit der Station übertragen wird. Das rückgeführte Signal, welches aus dem abgehenden Signalteil des Summensignals erzeugt wird, wird von dem abgehenden Signal an der Anschlußstelle subtrahiert, so daß Rückkopplungsstörungen vermieden werden. Der Teil des rückgeführten Signals, welcher von dem ankommenden Signal demoduliert wurde, welches seinen Ursprung in einer anderen Station hat, wird ebenfalls zu der zugeordneten Station übertragen.

Ferner enthalten die Modulationsschaltung und die Rückkopplungszweige Dämpfungsnetzwerke, inn cine Impedanzanpassung zwischen der zweiseitigen Übertragung und ihrer angeschlossenen Station zu gestatten.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die zweiseitige übertragung einen Frequenzmodulalor, welcher die von seiner zugeordneten Station abgehenden Signale empfangt. Das frequenz-

modulierte Signal am Ausgang des Modulators wird dann zu dem gemeinsamen Netzwerk übertragen. Dieses Signal wird ebenfalls zusammen mit einem von dem gemeinsamen Netzwerk ankommenden Signal zu dem Detektor übertragen. Der Detektor liefert ein demoduliertes Signal, welches der Phasendifferenz zwischen dem frequenzmodulierten abgehenden Signal und dem ankommenden Signal entspricht. Dieses Differenzsignal wird zur Anschlußstelle der zweiseitigen Übertragung mit der Station zurückgeführt. Durch die übertragung des Signals vom Modulatorausgang und des ankommenden Signals zu dem Detektor wird ein Rückkopplungszweig hergestellt, welcher den Austausch zwischen verbundenen Stationen ermöglicht, ohne daß Gabelschallungen verwendet werden.

Ferner kann das gemeinsame Netzwerk in einer besonderen Anordnung die zweiseitigen Übertragungen von drei oder mehr Stationen in einer kaskadenförmig geschalteten Schleife zusammen erfassen, um eine Konferenzschaltung herzustellen. Das abgehende Signal einer der Stationen wird durch die Kaskadenschleife zu den übrigen Stationen übertragen und zu der Verbindungsstelle dieser Station mit ihrer eigenen zweiseitigen übertragung zurückgeführt. An dieser Anschlußstelle wird das Signal von dem ursprünglichen abgehenden Signal subtrahiert, um einen stabilen Betrieb zu ermöglichen. So empfängt jede Station Signale von den anderen Stationen, die mit der Kaskadenschleife verbunden sind.

Weiterhin ist es möglich, daß jede zweiseitige übertragung eine phasenstarre Schleife enthält. Die Trägersignale der phasenstarren Schleifen werden gegenseitig an einer gemeinsamen Trägerfrequenz festgehalten. Die Signale werden dann gleichzeitig zwischen den angeschlossenen Stationen ausgetauscht.

Weiterhin gestattet die elektrische Signalübertragungseinrichtung, daß eine Anzahl von zweiseitigen Übertragungen, die Frequenzmodulatoren enthalten, mit einem gemeinsamen Netzwerk gekoppelt werden. Die frequenzmodulierten Signale der mit den zweiseitigen Übertragungen verbundenen Stationen, welche die gleiche Trägerfrequenz haben, werden dann ausgetauscht. Die Trägerfrequenz wird durch einen Vergleich bestimmt. Bei diesem wird ein Trägersteuersignal, welches viele Harmonische enthält und welches zu allen Stationen übertragen wird, mit einem Signal verglichen, welches in jeder Station von einer Adressenschaltung erzeugt wird. Auf diese Weise verbindet eine Anzahl von harmonischen Trägersignalen selektiv eine Anzahl von Stationspaaren über das gemeinsame Netzwerk.

Darüber hinaus kann auch die gabelschaltungsfreie zweiseitige übertragung zwischen einem übertragungsnetzwerk und einem Sender und einem Empfänger eingeschaltet werden, welche die Sende- und Empfangswandler eines Telefonapparates sein können, der sich fern von der zweiseitigen übertragung befindet. Der Ubertragungskanal zwischen der zweiseitigen übertragung und den entfernt gelegenen Wandlern ist als drahtlose Verbindung ausgeführt. Die zweiseitige übertragung steuert die Trägerfrequenz der Signale, die auf die drahtlose Verbindung gegeben werden. An jedem Endpunkt der drahtlosen Verbindung befindet sich eine Antenne, zur übertragung der Sigimle zwischen der zweiseitigen übertragung und der Schaltung, die den entfernt angeordneten Wandlern zugeordnet ist. Eine Rückkopplung des übertragenen Signals zur Signalquelle erfolgt hierbei nicht.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die zweiseitige übertragung einen Deltamodulator, wobei die Signaländerungen des von einer Station abgehenden Signals von periodisch wiederkehrenden Impulsen abgetastet werden. Das deltamodulierte abgehende Signal wird dann auf den gemeinsamen Ubertragungskanal gekoppelt. Das modulierte abgehende Signal wird zusammen mit einem in ähnlicher Weise modulierten, von dem gemeinsamen Netzwerk ankommenden Signal zu einer Integrationsschallung übertragen, welche die modulierten Signale demoduliert und das resultierende Signal zu der angeschlossenen Station überträgt.

Es können auch nach der zuletzt genannten Anordnung zwei Stationen selektiv über die zweiseitigen Übertragungen und das Vermittlungsnelzwerk miteinander verbunden werden. Das Netzwerk wird durch einen Zweipolverstärker abgeschlossen, welcher die Signale von dem Netzwerk verstärkt und die verstärkten Signale zurück an das Netzwerk abgibt. Jede zweiseilige übertragung tastet das abgehende Signal ihrer Station ab. Die erste zweiseitige übertragung erzeugt positive Impulse und die zweite negative. Diese abgehenden abgetasteten Signale werden zu dem Zweipolverstärker übertragen, welcher auf die Polarität der Summe der zwei abgetasteten abgehenden Signale anspricht. Die Signale von dem Zweipolverstärker, die impulsförmig sind, werden dann über das Netzwerk zu den Integrationsschaltungen, kurz Integratoren genannt, in der zweiseitigen übertragung übertragen, wobei diese Integratoren die Signale demodulieren und zu den angeschlossenen Stationen übertragen, so daß Signale zwischen den beiden Stationen ausgelauscht werden.

Zur kurzen Veranschaulichung zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild des Signalübcrtragungssystems. in dem eine Anzahl von Stationen 1 bis 11? gemäß der Erfindung miteinander verbunden werden..lcdc Station ist an ein gemeinsames übertragungsnetzwerk 40 über eine der gabelschaltungsfreicn zweiseitigen Übertragungen 3 bis 3/7 verbunden. Das gemeinsame übertragungsnetzwerk 40 kann Vcrmittlungsanordnungen enthalten, wie beispielsweise ein Vermittlungsnetzwerk, eine feste Verbindungskonfiguration, nach der die Stationen paarweise zusammengeschaltct werden, oder es kann auch eine Multiplexschallung enthalten. Die Station 1 ist, wie im einzelnen dargestellt ist. über die zweiseitige übertragung 3, die aus einem Stationskoppler 12, einem Modulator U und einem Detektor 16 besteht, an das gemeinsam« übertragungsnetzwerk 40 angeschlossen.

Die von Station 1 abgehenden Signale werder über die Leitung 10 zu dem Stationskoppler 12 über· tragen. Von dort aus gelangen sie zu dem Modulatoi 14. Die modulierten, vom Modulator 14 abgehender Signale werden über die Zweidrahtleitung 32 zu den Netzwerk 40 übertragen. Sie werden ferner aucl über die Leitung 20 zu dem Detektor 16 übertragen Die Signale vom Netzwerk 14, die von einer anderei Station au;» der Reihe der Stationen 1 bis 1 π stammer werden über die Leitungen 32 und 20 zu dem Detekto 16 übertragen.

Der Detektor 16 demoduliert das Summensigna gebildet aus den modulierten abgehenden und an kommenden Signalen, und überträgt dieses zu der Stationskoppler 12. Das Signal am Ausgang de

Detektors 16 wird dadurch auf die Leitung 10 übertragen. Derjenige Teil des Signals vom Detektor 16, welcher dem modulierten abgehenden Signal von Station 1 entspricht, befindet sieh zu den abgehenden Signalen, die auf die Station rückgekoppelt werden, in Gegenphase, so daß das abgehende Signal teilweise unterdrückt und somit eine stabile übertragung aufrechterhalten wird. Derjenige Teil des Signals vom Detektor 16. welcher dem modulierten, von der angeschlossenen Station ankommenden Signal entspricht, wird zur Station 1 übertragen. Das Vorhandensein eines negativen Rückkopplungszweiges in jeder zweiseitigen übertragung und in der Schleife, welche die miteinander verbundenen zweiseitigen Übertragungen enthält, gewährleisten ein stabiles Ansprechen auf abgehende Signale, indem diese Signale mit umgekehrter Phasenlage auf die Sendestation zur Untcrdi iickung rückgekoppelt werden. Auf diese Weise können crlindungsgemüß Signale zwischen der Station 1 und dem Netzwerk 40 ohne Verwendung von Gabelschaltungen in der zweiseiligen übertragung ausgetauscht werden. Eine andere Station ist in ähnlicher Weise an das Netzwerk 40 angeschlossen. Diese Station empfängt dann die Signale von Station 1 und überträgt modulierte Signale über das Netzwerk 40 zu der zweiseitigen übertragung 3.

Das von jeder Station abgehende Signal gelangt über das gemeinsame übertragungsnetzwerk und die zweiseitige übertragung zu der angeschlossenen Station. Ferner wird es über die zweiseitige übertragung als Rückkopplungssignal auf seine Scndeslation rückübertragen und mit dem originären abgehenden Signal verglichen. Das Vorhandensein des Rückkopplungssignals stellt sicher, daß das abgehende Signal und alle seine Veränderungen zu der angeschlossenen Station übertragen werden, so daß die Signale gleichzeitig zwischen den Stationen übertragen werden können ohne die Verwendung von Gabelschaltungen.

Ausführliche Beschreibung

1. Signalübertragungseinrichtung
für frequenzmoduliertc Signale

F i g. 2 zeigt eine Station 1, die über eine zweiseitige übertragung 3, die ihrerseits einen Frequenzmodulalor 117, einen Produktdclektor 119, einen Verstärker 120 und einen Transistor 112 besitzt, mit dem gemeinsamen übertragungsnetzwerk 40 verbunden. Die Station 2 ist in ähnlicher Weise über eine frequenzmodulierte zweiseitige übertragung an das Netzwerk 40 angeschlossen. Es wurde bereits erwähnt, daß dieses Netzwerk 40 ein Vermittlungsnetzwcrk enthält, durch welches eine Anzahl von Stationen selektiv miteinander verbunden werden kann. Von der Station 1 abgehende Signale werden zu dem F.miltcrll3 des Transistors 112 über die Leitung 10 übertragen. Von dort gelangen sie zu dem Kollektor 115 und über das Diimpfungsnetzwcrk 111 zu dem Frequenzmodulator 117. Der Frequenzmodulator kann beispielsweise ein spa nn ungsgestcuerter Oszillator sein, dessen Ausgangsfrequenz sich direkt mit der Spannung des abgehenden Signals, welches über das Diimpfungsnetzwerk 111 anliegt, verändert. Das mit dem abgehenden Signal modulierte Ausgangssignal des Modulators 117 wird über die Leitung 32 zu dem gemeinsamen übertragungsnetzwerk 40 übertragen. Von dort gelangt es über die Leitungen 36 und 158 zu dem Produktdetektor 149 der Station 2. Die Leitung 32 kann eine Vierdrahtverbindung sein, wie in Fig. 2 dargestellt ist, oder eine Zweidrahtverbindung, bei welcher eine geeignete Entkopplung oder bekannte Anordnung zui Signalkombination vorgesehen werden müssen. Das von Station 1 abgehende modulierte Signal wird auch über die Leitung 126 zu dem eigenen Detektor 119 übertragen. Dieser Detektor ist ein Produktdelektor. der einen bekannten Aufbau besitzen mag. Signale.

ίο die vom Netzwerk 40 zur Station 1 übertragen werden, die auch die Gegensignale beispielsweise der Station 2 enthalten, werden über das Netzwerk 40 und die Leitungen 32 und 128 zu dem Detektor 119 übertragen.

Der Detektor 119 demoduliert die Summe der Signale auf den Leitungen 126 und 128. Das Signal des Detektors 119 wird einem Filter 121 zugeführt. Durch dieses Filter läuft eine Information, die Signalkomponenteri des Detektors 119 enthält. Diese werden dann über den Verstärker 120 und das Dämpfungsnetzwerk 123 zu der Basis 114 des Transistors 112 übertragen. Der Verstärker 120 invertiert, im Gegensatz zum Verstärker 150 der zweiseiligen übertragung 5, an seinem Ausgang das Eingangssignal nicht.

Diese Anordnung ermöglicht eine negative Rückkopplung in dem Ubcrtragungskanal zwischen den Stationen 1 und 2. Daher besitzt das Signal an der Basis 114 des Transistors 112 eine Signalkomponenle, die von dem ankommenden Signal der Station 2 stammt. Diese Signalkomponenle wird über die Basis-Kollektor-Streckc des Transistors 112 zu der Station 2 zurückübertragen. Sie gelangt auch über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 112 zu dem Emitter 113 und über die Leitung 10 zur Station 1.

Der demodulierte Signalantcil an der Basis 114. welcher dem modulierten, von Station 1 abgehenden Signal entspricht, wird zum Emitter 113 des Transistors 112 zurückübertragen, so daß das abgehende Signal teilweise unterdrückt und dadurch eine stabile Arbeitsweise der Einrichtung erzielt wird.

Jede zweiseitige übertragung in F i g. 2 besitzt einen spannungsgestcuerten Oszillator und einen Detektor, welcher die Phasendifferenz zwischen dem modulierten abgehenden Signal und dem ankommenden Signal demoduliert. Derartige phasenstarre Schaltungen sind bekannt. Der spannungsgesleuerte Oszillator erzeugt ein Trägersignal, welches zu der angeschlossenen Station übertragen wird. Da die zweiseiligen Übertragungen in eine Rückkopplungsschleife eingeschaltet

sind, besitzen die Frequenzen der Trägersignale der zweiseitigen Übertragungen eine starre gegenseitige Phasenbeziehung, so daß zu den angeschlossenen Stationen eine gemeinsame Trägerfrequenz übertragen wird.

ss Für die Beschreibung dieser Rückkopplungsanordnung wird angenommen, daß ein von Station 1 abgehendes Signal über die Leitung 10, daß aber kein von Station 2 abgehendes Signal auf die Leitung 42 übertragen wird. Es versteht sich jedoch, daß Signale

gleichzeitig in beiden Richtungen zwischen den Stationen 1 und 2 übertragen werden können. Ferner wird angenommen, daß die Dämpfungsnetzwerke Hl und 141 Dämpfungsfaktoren n, und n_s jeweils und daß die Da'mpfungsnetzwerkc 121 und 153 jeweils

Dampfungsfaktoren m, und Mi₂ besitzen. Is wird ferner angenommen, daß die Stationen 1 und 2 Ausgangsimpedanzen I₁ und Z₂ besitzen. Daher muß eine Signalspannung am Ausgang der Station 1 über

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diese Stutkmsimpedanz ζ, laufen, bevor sie mm Emitter 113 gelangt. Die Signale vom Emitter 143 werden zu der Impedanz Z₁ übertragen, welche die Belastungsimpedanz der Station 2 darstellt, wenn kein Signal von ihr vorliegt.

Die Übertragungsfunktion des Signalübertragungssystems, welches zwei zweiseitige Übertragungen besitzt und welches in F·' i g. 2 dargestellt ist, kann aus folgenden Überlegungen abgeleitet werden. Wenn die Spannung des von Station 1 abgehenden Signals i\, ist, dann Hießt ein Strom/, durch die Impedanz.:,. Am Einiitter 113 liegt dann die Spannung i\. E)er Strom des Kollektors 115, der durch eine Signalspannung ρ, gesteuert wird, erreicht gemäß den Transistorprinzipien im wesentlichen den Wert/,. Der Kollektorstrom verläuft über das r>ämpfungsnetzwerk

111, wird auf den Wert ■- gedämpft und zu dem

Widerstand 116 übertragen. Die Spannung über dem Widerstand 116, die zu dem Frequenzmodulator 117

übertragen wird, besitzt den Wert — R, welcher auch

"l

gleich dem Wert

/1, 2

, 2,

ist. Das Modulationssignal, welches dem Eingangssignal des Modulators 117 entspricht, wird zu dem Detektor 119 und über die Leitung 32, das Netzwerk 40 und die Leitungen 36 und 158 zu dem Detektor 14') übertragen. Auf Grund der übertragung des modulierten Signals erscheint am Einiitter 143 eine Spannung -i'₂, da der invertierende Verstärker 150 eine Phasendrehung verursacht. Daher hat der zur Station 2

übertragene Strom den Wert ■ _z -- . Dieser Strom

wird über die Fmitter-Kollektor-Strecke des Transistors 142 zu dem Dämpfungsnetzwerk 141 übertragen. Daher nimmt die Spannung über dem Wider-

P R

stand einen Wert von -- an. Es wird weiter an-

/I₂Z₂

genommen, daß die Werte der Impedanzen 116 und 146 beide gleich R sind. E:s versteht sich, daß auch ungleiche Werte der Impedanzen verwendet werden

können. E")as der Spannung -- entsprechende l're-

quenzmodulierte Signal wird über die Leitung 36, das Netzwerk 40 und die Leitungen 32 und 128 zu dem Detektor 119 und über die Leitung 156 auch zu dem Detektor 149 übertragen. Die Impedanzen 116 und 146 können jeweils auch eine Station bilden, so daß eine Konferenzschaltung aufgebaut werden kann. F i g. 9 zeigt eine Anordnung, in welcher die Station 122 mit einem Dämpfungsnetzwerk Ul und einem Modulator 117 nach F i g. 2 verbunden ist. Die Station 122 ersetzt die Impedanz 116 der F i g. 2. Die Übertragung 3 arbeitet dann in der beschriebenen Weise so lange, als die Impedanz der Stution 122 gleich der Impedanz 116 ist. In derselben Weise kann die Impedanz 146 in F i g. 2 durch die Station 151 in Fig. 9 ersetzt werden.

Das demodulierte Signal am Ausgang des Detektors 119, welches in dieser Anordnung der Phasendifferenz zwischen den Frequenzmodulatoren 117 und 147 proportional ist, muli gleich der Spannung "¹J?' sein, da die Spannung an der Basis 114 im wesentlichen gleich der Spannung p, am Emitter 113 ist, wobei der

Dämpfungsfaktor des Dämpfungsnetzwerkcs 123 hi, ist. Das Ausgangssignal des Detektors 149 ist in ahn in, v,

lieber Weise gleich

Da die Detektoren H¹J

und 149 im wesentlichen die gleichen Signale empfangen, ergeben sich folgende Beziehungen:

und

W, V,	"1L Hl1	Hl,	"l
' A~	/	Γ
i'i =	C2

Die Frequenz-niodulatoren 117 und 147 können bekannte spannungsgesteuertc Oszillatoren sein. Die augenblicklichen Freciuenzänderungen der Eingangssignale der Modulatoren 117 und 147 sind den Ableitungen der Phase der Ausgangssignale der Modulatoren 117 und 147 proportional. Die Beziehung der Ableitungen kann folgendermaßen angegeben werden:

wobei 'Λ, und <l>, jeweils die pliasenmodiiliertcu Signale der Modulatoren 117 und 147 angeben. /', und/, sind die Änderungen der Augenblicksfreqiienzen der an die Modulatoren 117 und 147 angelegten Signale, s stellt die Ableitungsfunktion in der bekannten Schreibweise der Operatorenrechnung dar. Während /, die Änderungen der momentanen Frequenz

■'" des Signals ' darstellt, steht /, für clic augenblicklichen Freciuen/aiuleriingen des Signals

v, R

Daher

erhält man folgendes Phasendifferenzsignal von den Detektoren 119 und 149:

_ ^K r

.s· L

V₁R-

II, Z,

Hierin bedeutet K eine Proportionalitätskonstanle

welche den Signalen

und

V₂R

zugeordnet ist

Wie bereits zuvor festgestellt wurde, ist

. Hl,

und v, = ■--- i>, .

/H -

/H₁

Werden die zuletzt erwähnten Gleichungen in

Gleichung (3) substituiert, dann ist das Verhältnis dei an Station 2 ankommenden Signalspannung r₂ /ι der von Station 1 abgehenden Signalspannung i\,

Hl,

"¹Li¹L²I ,
HUnZ

ARK

Wenn die Verstärkung A genügend groß ist. se daß der Ausdruck

Hl₁ /I₁Z₁S

AR

vernachlässigbar ist, dann ergibt sich die Über tragungsfunktion zu

'ÜL
Hl₂

I +

Es versieht sieh, daß die Verstärkung Λ teilweise oder ganz durch die Verstärkung der Modulatoren 117 und 147 bestimmt sein kann und daß die Gleichung (5) die übertragungsfunktion Rir die übertragung von Station 1 nach Station 2 angibt. Wegen der Symmetrie der zweiseitigen Übertragungen kann

die übertragungsfunktion --¹- für die übertragung

von Station 2 nach Station 1 dadurch erhalten werden, dal.! die Indizes in Gleichung (5) vertauscht werden. Die Impedanz, die durch die zweiseitige übertragung, die zwischen der Station 1 und dem gemeinsamen übertragungsnetzwerk eingeschaltet ist, ge-

geben ist, hat den Wert f, wobei r, die Signalspannung darstellt, die an den Emitter 113 angelugt wird, und einen Strom i, in den limitier 113 der Station 1 fließen läßt. Der Strom /, ist gleich

so daß die Eingangsimpedanz, das ist die Absehlußimpedanz an der Verbindungsstelle der ersten Station mit der zweiseitigen übertragung 3, gleich

¹Ni.

Aus ilen Gleichungen (2) und (5) ergibt sich

"Ί'Ί-ι.
nun,:,

Daher ist

/lli /I₂

ι/ι,/ι, "²

Wenn clic Dämpfungsfaktoren in,, /»_,, /ι, und n, alle jeweils Eins sind, dann ist die Eingangsimpedanz. gleich Zu so daß ilas von Station 1 abgehende Signal i\| längs der in Serie geschalteten Impedanzen Z₁ und z, der Stationen 1 und 2 liegt. Wenn z, gleich Z₁ ist, dann sind diese Impedanzen angepaßt, und die Hälfte des Signalbetrages i\, wird zur Station 2 übertragen. Daher ist das Signalübertragungssystem, welches die zweiseitige übertragung der Erfindung verwendet. einer direkten Verbindung zwischen den Stationen äquivalent.

Die Dämpfungsnetzwerke können so angeordnet sein, daß

Hl₁ /I₁

2,

Z₁

ist. In diesem Falle ist die durch Gleichung (K) beschriebene Eingangsimpedanz gleich 2,. Die Station 1 ist daher an die zweiseitige übertragung angepaßt, obwohl die Impedanzen der angeschlossenen Stationen nicht gleich sind. Auf diese Weise erhält man eine Impedanztransformation, durch welche die Stationen so erscheinen, als seien sie über eine einfache Transformatoranordnung miteinander verbunden. Die vorstehend beschriebene Anordnung ist auch uls Transformator Tür Gleichspannungssignale wirksam.

F i g. 3 zeigt eine Konferenzschaltung, in der jede der drei Stationen 200, 201 und 202 über die zweiseitigen Übertragungen 3, 5 und 7 jeweils miteinander verbunden sind. Ein von Station 2(M) abgehendes Signal wird zu dem Emitter 213 des Transistors 212 über den 1 : I-Transformator 228 übertragen. Die Basis 214 ist mit einer Eirilrückführung verbunden, um die Basis - Emitter - Strecken - Verbindungen des Transistors 212 zu vervollständigen. Das abgehende Signal gelangt über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 212 zu dem Frequenzmodulator 219,

in welcher, wie zuvor, einen spannungsgesteuerten Oszillator enthalten kann. Das in ihm frequenzmodulierte Signal wird weiterhin über die Leitung 280 zu dem Detektor 256 und über die Leitung 281 zu dem Detektor 222 übertragen. Jeder Detektor, der beispielsweise ein Pröduktdetektor sein kann, erzeugt ein Signal, welches, wie früher erläutert, der Differenz zwischen seinen Eingangssignalen proportional ist, so daß das Ausgangssignal des Detektors 256 dem Signal von Station 200 entspricht. Nach der Filterung und Verstärkung im Filter 257 und Verstärker 259 wird das von Station 200 abgehende demodulierte Signal über den übertrager 240 zu der Station 201 übertragen. Dadurch tritt an der Station 201 eine Signalspannimg auf, die an den Emitter 248 des Transistors 247 angelegt wird.

Das Signal in der Station 201, welches als Folge des originären abgehenden Signals entsteht, wird über den Kollektor 250 und den Widerstand 252 zu dem Frequenzniodulator 254 übertragen. Es wird über die

jo Leitung 283 /u dem Detektor 256 zurückübertragen und ferner über die Leitung 282 zu dem Detektor 273 gesendet. Der Ausgang des Detektors 273 spricht nun auf das abgehende Signal der Station 200 an, nachdem dieses durch die Station 201 gelangt ist. Aus

.15 diesem Ausgangssignal wird die Informationskomponente herausgefiltert. Die abgehenden und ankommenden Signale des Modulators 254 werden in dem Verstärker 277 verstärkt und über Transformator 260 zu der Station 202 übertragen. Dieses Signal wird weiterhin auch über den Transistor 266, den Frequenzmodulator 271 und die Leitung 284 zu dem Detektoi 222 übertragen, so daß der Transformator 228 das rückgekoppelte Signal empfangt, welches die übertragung der von Station 200 zu den übrigen Stationer der Konferenzschaltung abgehenden Signale stabilisiert. Die Verstärker 226, 259 und 277 bewirken eine Phasenumkehr, um die geeignete Phasenbeziehung in der Rückkopplungsschleife der Konferenzschaltung herzustellen.

Die Wirkung der Rückkopplungsschleife um die zweiseitigen Übertragungen der drei in Konferenzschaltung zusammengesehalteten Stationen ist die daß sie einer direkten Verbindung zwischen den dre Stationen, wie im Zusammenhang mit F i g. 2 bereit!

erläutert wurde, äquivalent ist.

Zur Erläuterung wird angenommen, daß in du zweiseitigen Übertragungsschaltungen der F i g. 1 keine Dümpfungsnetzwerke eingeschaltet sind. Ei versteht sich, daß Dämpfungsnetzwerke in der ir F i g. 2 gezeigten Weise eingeschaltet werden können Es wird ferner angenommen, daß die Wellenwider stände der Stationen 200, 201 und 202 alle den Wert; besitzen und daß die Werte der Widerstände 217, 25' und 270 ebenfalls gleich 2 sind. Wenn das von Statiot 200 abgehende Signal gleich υ_η ist, dann liegt an Emitter 213 die Spannung D₁. Daher fließt der St! ·■>·« i über die Impedanz 2 in den Emitter 213. In Abhängig keit von dem Strom 1, wird vom Modulator 219 eil

".si =

J)

(10)

Das Symbol s bezeichnet die zeitliche Ableitung, so wie sie bereits im Zusammenhang mil F i g. 2 erläutert wurde. In gleicher Weise nimmt die Spannung mit Anschlußpunkl 258 des Verstärkers 259 den folgenden Wert an:

C₁ + !'·

(H)

Die Gleichung (11) berücksichtigt die übertragung des Signals υ_α - V₁ in modulierter Form vom Frequenzmodulator 219 über die Leitung 280. Sie berücksichtigt ferner die übertragung des frequenzmodulierten Ausgangssignals des Modulators 254 in Abhängigkeil von der Signalspannung v₂ der Station 201. Der Detektor 273 empfängt die Signalspannung i>₂ in modulierter Form vom Modulator 254. Ferner empfängt er das Signal D₃ in modulierter Form vom Modulator 271. Am Anschlußpunkl 276 des Verstärkers 277 ergibt sich folgende Spannung:

^{Vl =} "³ 0

Nach Auflösung der Simultangleichungen (10), (11) und (12) für die Spannungen H₁, V₂ und V₃, wobei der

Term -j konvergiert, ergeben sich folgende Resultate für die Spannungen:

= ²/3»_si-

= D₃ = 'Λ".,ι ■

Wegen der Symmetrie der Anordnung der Konferenzschaltung isl die Abhängigkeit der von den Stationen 201 und 202 abgehenden Signale die gleiche, das bedeutet, daß jede der anderen, in der Konferenzschaltung zusammengefaßten Stationen ein Drittel des abgehenden Signals empfängt.

Da der Wellenwiderstand oder die Ausgangs-

frcquenzmodulierlos Signal übertrugen, Dadurch liegt eine Spannung P₂ an der Station 201. In ähnlicher Weise erscheint eine Spannung ι\_λι die von dem abgehenden Signal i>2 abhüngt, in Station 202.

Die Rückkopplungsbedingungen, die die Operation der Konferenzschaltung steuern, können durch den Satz von Simultangleielumgen(lO), (II) und (12) beschrieben werden, von denen jede die Signalspaniumgen am Ausgang der Filter der zweiseitigen Übertragungen darstellt. Am Eingang 225 des Vcrsllirkers

226 muß eine Signalspannung —τ¹ erscheinen, um

die Spannung -1)₁ zu dem Emitter 213 der Station 200 über den Transformator 228 zu übertragen. Der Strom durch den Widerstand 217 betrügt

lsi— Jl

so daß eine Spannung v_sl V₁ in modulierter Form über die Leitung 281 am Produktdetektor 222 anliegt. Eine Spannung V₃ wird ebenfalls in ähnlicher Weise in modulierter Form über die Leitung 284 zu dem Detektor 222 übertragen. Die Spannung am Ansehlußpunkt 225 isl daher:

impudanz aller in der Konferenzschaltung zusiimmengeschalteten Stationen gleich isl, int das l"Jberiragungssyslem einem System iiquivalenl, in dem drei Stationen hinlereinandergesehaltel sind, Dieses kann aus der Uercehnung der Impedanz zwischen Station und zugehöriger zweiseitiger übertragung nachgewiesen werden. Wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 2 erliiulert wurde, ist die Eingangsimpedanz im der Verbindung der ersten Station mit ihrer zweiseiligen übertragung gleich

'>' - I i'i

Das Verhältnis ^- ist in diesem Falle 5. so daß die

Einnnngsimpedanz gleich 2z ist. Daher isl die Gesamtimpedanz, an der das Signal i\, liegt, die Seriensehiiltung der Impedanzen aller Stationen, so daß,

wie erwartet, das zu jeder der anderen Stationen der Konferenzschaltung übertragene Signal gleich ' , i\, ist. Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung, in der Dämpfungsnetzwerke nicht verwendet wurden, nur als Beispiel dient und daß die Einfügung von Däinpfungsnelzwerken in der in I⁷ i g. 2 dargestellten Art zu einer Impedanztransformalion führt, so daß beliebige Anpassungsbedingungen hergestellt werden können.

Eine Anordnung gemäß der Erfindung zur libertragung eines l-requenzmultiplexsignals zeigt I· i g. 4. Hierbei ist jede Station über eine Übertragungsleitung, beispielsweise 362, 374, 376 usw., mit einer gemeinsamen übertragungsleitung 370 verbunden. Die Station 300 isl über die zweiseitige übertragung 3 mit der gemeinsamen Leitung 370 verbunden. Die Übertragung enthält den Transistor 312, den Frequenzmodulator 318, den Produkldeteklor 320, das Filter 322 und den Verstärker 324. Die anderen Stationen sind in ähnlicher Weise über die Leitungen 374 und 376 angeschlossen.

Die an die Station 300 angeschlossene /weiseilige übertragung arbeitet in der gleichen Weise, wie sie bereits erläutert wurde. Der Frequenzmodulator 318 hat jedoch einen zusätzlichen Ausgang, der über die Leitung 364 mit dem Detektor 330 verbunden isl. Der Detektor 330 empfängt über die Leitung 368 harmonische Signale einer Signalquclle 342. Diese Signalquelle erzeugt eine Anzahl von Trägcrsignalen. die ein harmonisches Verhältnis nj\ (ji + I)/. (11 4 2)/ usw. zueinander haben. Das Ausgangssignal des Detektors 330 ist proportional der Frequenzdiffcrcn/. von Trägerfrequenz des Modulators 318 und der Frequenz der harmonischen Signale der Signalquelle 342. Dieses Diffcrenzfrequenzsignal wird zur Basis 314 des Transistors 312, zusammen mit einem Signal eines Digital-Analogwandlers 382, übertragen. Dieser Konverter erzeugt ein analoges Adressenkodesignal aus einem Adressenkode, welcher sich im Leitungsregister 340 befindet. Die Schaltungsanordnung, bestehend aus der Signalquelle 342, dem Leitungsregister 34(1 dem Produktdclektor 330, dem Filter 334 und dem Verstärker 332 steuert die Trägerfrequenz des 1-"γο-qucnzmodulalors 318, der beispielsweise ein spannungsgesteuerter Oszillator sein kann, so daß das

<>5 Trägersigna! nur mil einem harmonischen Signal der Quelle 342 eine starre Phasenbeziehung besitzt. Das Filter 334 gestaltet nur einem Gleichspannungssignal den Durchtrat vom Detektor 330 zu der Vcrbinduni;

(ο

zwischen den Widerstunden 336 und 338. lain zweites Glcichspunnungssigmil wird "om Konverter 382 über den Widerstund 338 zu dieser Verbindung übertragen. Die resultierenden Gleichspunnungssignule an der Verbindungsstelle der Widerstünde 336 und 338 werden über die Basis-Kollaktor-Strecke des Transistors 312 zur Basis 314 Übertrugen, Von dort aus gelangt es zu dem Frequenzmodulator 318, welcher die Frequenz des Triigersignals steuert. Dasselbe harmonische Signal wird auch zu anderen Stationen übertragen, die im wesentlichen den gleichen Aufbau besitzen wie die Station 300, so daß Stationen mit dem gleichen Adressenkode auf der gleichen Trägerfrequenz arbeilen und so ihre Signale austauschen. Stationen, die mit anderen harmonischen Signalen arbeiten, können gleichzeitig ihre Informalionssignalc ohne Interferenz über einen gemeinsamen übcrtragungskanal 370 austauschen.

Abweichend von den anderen bereits beschriebenen Anordnungen besitzt der Detektor 320 mn einen einzigen Umgang, und zwar über die Leitung 366. Jedoch können die Signale von der Leitung 370 und dem Modulator 318 beide über eine einzelne Leitung übertragen werden. Es ergibt sich trotzdem die gleiche Arbeitsweise, da die Signale, die von der Leitung 370 am Modulator 318 ankommen, von diesem Modulator nicht angenommen werden.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche eine drahtlose Signalübertragung zwischen einem übertragungsnetzwerk und einer Sender-Empfängcranordnung gestattet. Das übertragungsnetzwerk 40 kann hierbei beispielsweise mit einer Zweidrahtverbindung 410 und mit einer zweiseitigen übertragung 5 verbunden sein, die beispielsweise in dem Grundaufbau einer Telefonanlage enthalten sein kann. Der Stationssender 479 und Stationsempfünger 486 bilden einen Teil des Telefonapparates, der von der Grundeinrichtung unabhängig ist und sich fern von dieser belinden kann. Diese Anordnung ist dort vorteilhaft, wo der Grundaufbau der Telefonanlage sich in der Steuerzentrale eines Gebäudes befindet. Der Handapparat kann sich dann an einer beliebigen Stelle in dem Gebäude befinden oder dorthin mitgenommen werden, die sich innerhalb des Übertragungsbereiches der zweiseitigen übertragung 5 befindet, die ihrerseits in dem Grundaufbau enthalten ist.

Das Netzwerk 40 gestattet den Signalaustausch zwischen der Leitung 410 und dem Emitter 413 des Transistors 412. Die Signale, die über das Netzwerk 40 ankommen, werden zum Emitter 413 übertragen und gelangen über die Emilter-Kollektor-Slrecke des Transistors 412, den Kollektor 415 und den Widerstand 417 zu dem Frequenzmodulator 419. Die frequenzmodulierten Signale des Modulators 419 weiden über die Leitungen 442 und 444 zu der Antenne 440 übertragen. Der Modulator 419 ist ein Teil der zweiseitigen übertragung 5. Die Signale werden von dort zu dem Detektor 422 zurückgeführt, zu dem auch die Signale von der Antenne 440 über die Leitungen 446, 448 und den Verstärker 450 übertragen werden. Diese zuletzt genannten Signale werden von der Antenne 460 empfangen. Die Antenne 460 ist bekannter Bauart; sie isoliert Signale, die zu ihr über die Leitungen 442 und 444 übertragen werden von solchen Signalen, die sie über die Verbindung 461 empfangt. In ähnlicher Weise isoliert die Antenne 440 Signale, die über die Leitungen 491 und 493 zu ihr übertragen werden, von solchen, die sie über die Leitung 461 empfängt. Die zu der Antenne 440 übertragenen Signale werden über die drahtlose Verbindung 461 zu der Antenne 460 übertrugen und uuf den Detektor 467 über die Leitungen 462, 464 und den Verstärker 465 weitergeleitet. Das Ausgangssignal des Detektors 467 wird durch ein Filter 469 zu der Basis 476 übertragen. Dieses Signal entspricht der vom Netzwerk 40 übertragenen Information. Es wird direkt zu einem Anschluß des Stalionsempfüngers 486 übertragen und bewirkt einen Stromduß im Kollektor 477 des Transistors 474. Dieser Strom verursacht ferner einen Signalspannungsabfall längs des Widerstandes 485, so daß am Emitter 483 eine Signalspannung entsteht und einen Stromfluß durch den Empfänger 486 bewirkt. Der Signalspannungsabfall längs des Widerstandes 485 wird auch zu dem Frequenzmodulator 490 und von dort zu der Antenne 460 übertragen. Dieses frequenzmodulierte Signal wird zur Antenne 440 übertragen, so daß der Detektor 422 auf die Signale des Modulators 490 anspricht Hin Signal, welches der Phasendifferenz zwischen den Signalen der Frequenzmodulatoren 419 und 490 entspricht, entsteht am Ausgang des Detektors 422. Nachdem dieses Signal über das Filter 424 zu dem Verstärker 426 gelangt ist, wird es zu dem Netzwerk 40 über die Basis 414, die Basis-Emilter-Strecke des Transistors 412 und den Emitter 413 zu dem Netzwerk 40 übertragen. Die Operation der in F i g. 5 gezeigten Schaltung ist im wesentlichen die gleiche wie die des zuvor beschriebenen Signalübertragungssystems. Eine zweite Rückkopplungsschleife vom Modulator 419 zur Basis 414 verläuft über den Detektor 432 und das Tiefpaßfilter 434. Diese Rückkopplungsvorrichtung führt ein einzelnes Frequenzsignal, welches die Trägerfrequenz der Modulatoren 419 und 490 steuert. Ein einzelnes Frequenzsignal wird vom Quarzoszillator zu einem Eingang des Detektors 432 übertragen. Der andere Eingang wird mit dem modulierten Signal des Modulators 419 beschickt. Nur die Gleichstrom- und tiefe Frequenzkomponenten der Phasendifferenz zwischen der Oszillatorfrequenz und der Trägerfrequenz des Modulators 419 werden von dem Filter 434 durchgelassen und gelangen auf die Leitung 436. Dieses Signal wird, nach Verstärkung im Transistor 412, weiter zu dem Modulalor 419 übertragen, um dessen Trägerfrequenz zu steuern. Der Modulator 419 kann ebenfalls ein spannungsgesteuerler Oszillator sein, so daß das Signal auf Leitung 436 direkt die Trägerfrequenz des Modulators 419 bestimmt. Diese Trägerfrequenz wird zu dem Modulalor 490 übertragen. Dadurch wird die Trägerfrequenz der zweiseitigen übertragung, die dem Telefonapparat der Station 401 zugeordnet ist. in eine starre Phasenbeziehung zu der Frequenz des Oszillators 430 gebracht. Die Signale des Slationssenders 479 werden zu dem Emitter 475 des Transistors 474 übertragen. Von dort gelangen sie über die Emitler-Basis-Strecke des Transistors 474 zur Basis 476. Diese Signale erscheinen an einem Anschluß des Telefonempfängers 486. Die Signale des Emitters 475 werden auch über den Kollektor 477 zu dem Widerstand 485 übertragen, von dem aus sie zur Basis 481 des Transistors 480 gelangen. Die Signale, die am Kollektor 477 und infolgedessen auch am Emitter 483 erscheinen, sind mit den Signalen an der Basis 476 in Phase. Der Kollektor 484 liegt an der positiven Spannungsquelle 495, welche die Kollektorspannung für den Transistor 480 liefert. Daher hat bei geeigneter Auswahl des Widerstandes 485 der

805 398

If

Empfänger 486 gleiche Spannung an allen seinen Anschlüssen, so daß an diesen keine Signalspannung entsteht, Auf diese Weise wird verhindert, daß Signale des Senders 479 am Empfänger 486 auftreten. Ein unterschiedlicher Wert des Widerstandes 485 gestattet jedoch bekanntlich, daß Signale in den Empfänger 486 eingeführt werden, um einen Mithörton zu erzeugen. Die Signale des Senders 479, die an dem Widerstand 485 auftreten, werden auch zu dem Modulator 490 übertragen, so daß die Signalübertragungseinrichtung gemäß der Erfindung die übertragung von •Signalen des Telefonsenders 479 zu dem Netzwerk 40 in der bereits beschriebenen Weise gestattet,

2. übertragungssystem für deltamodulierte Signale

Das Signalübertragungssystem, in dem RUckkopplungswege gemäß der Erfindung verwendet werden, ist nicht auf Frequenzmodulation beschränkt. F i g. 6 zeigt eine derartige Signalübertragungsanordnung, in der tils Modulation die Deltamodulation verwendet wird, um Signale zwischen den an das übertragungsnetzwerk 40 angeschlossenen Stationen auszutauschen. Die Station 501 ist mit der zweiseitigen übertragung 3 verbunden. Die Signale dieser übertragung werden über die Leitung 532, das übertragungsnetzwerk 40 und die Leitung 536 zu der zweiseitigen übertragung 5 und von dort zu der Station 502 übertragen. Die Signale der Station 502 werden in Gegenrichtung über die Leitung 582, das Netzwerk 40, die Leitung 580 und die zweiseitige übertragung 3 zu der Station 501 übertragen.

Jede zweiseitige übertragung enthält einen Deltamodulator. In der zweiseitigen übertragungsschaltung 3 besteht der Deltamodulator aus einem Verstärker 519, einer Torschaltung 521 für die Abtastung, einem integrator 523 und dem Transistor 512. Die Verstärkung des Verstärkers 519 ist außerordentlich groß, so daß jedes Signal, welches an seinem Eingang eintrifft und eine positive Polarität besitzt, den Verstärker 519 dazu veranlaßt, an seinem Ausgang eine positive Spannung mit konstanter Amplitude zu erzeugen.

Ein negatives Signal am Eingang des Verstärkers 519 erzeugt in ähnlicher Weise an seinem Ausgang eine negative Spannung mit konstanter Amplitude. Die Torschaltung 521 tastet das Signal des Verstärkers 519 ab, wenn ein Impuls von dem Abtastimpulsgenerator 570 vorliegt. Die Abtastimpulse werden vorher mit einer Impulsfolgefrequenz an die Torschaltung angelegt, die durch die Bandbreite des Nachrichtensignals bestimmt ist. In Übereinstimmung mit bekannten Deltamodulatoren wird das Ausgangssignal der Abtastschaltung zu einem Integrator 523 übertragen, welcher beispielsweise ein RC-Integrator sein kann. Die integrierten Abtastimpulse werden weiterhin über das Dämpfungsnetzwerk 524 zu der Basis 514 übertragen und mit den von Station 501 abgehenden Signale, die am Emitter 513 erscheinen, verglichen. Die Differenz zwischen den integrierten Abtastsignalen und den Ausgangs'signalen bewirken einen Stromfluß am Eingang des Verstärkers 519, so daß jede Abweichung des abgehenden Signals von der integrierten Spannung an der Basis 514 ein Ausgangssignal am Verstärker 519 erzeugt. Diese Art der Deltamodulation dient nur als Beispiel, und es versteht sich, daß auch andere Deltamodulatoren, die beispielsweise Multivibratoren oder andere Schaltungen verwenden, benutzt werden können. Die Modulatoranordnungen in den zweiseitigen Übertragungen sind im wesentlichen die gleichen, Eine Abwandlung besteht nur darin, daß ein zusätzlicher Verstärker 553 zur Phasenumkehr der Signale, die zur Basis 542 übertragen werden, verwendet wird, Der Jnverterverstiirker 553 ermöglicht eine negative Rückkopplung für Signale, die zwischen den zweiseitigen Übertragungen 3 und 5 übertragen werden. Der Verstärker 547, die Abtast-Torschallung 549 und der Integrator 551 arbeiten in

ίο der bereits beschriebenen Weise,

Die hohe Verstärkung des Verstärkers 519 des Deltamodulators bringt ein Problem mit sich, welches bei den beschriebenen Anordnungen mit Frequenzmodulation nicht berücksichtigt zu werden brauchte.

Der Strom am Eingang des Verstärkers 519 ist wegen der Verstärkung sehr klein. Deshalb müssen zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um eine geeignete Anpassung des Wellenwiderstandes der Station 501 zu ermöglichen. Diese Impedanzanpassung wird mit Hilfe des Transistors 527 und der Impedanz 531 vorgenommen. Der Strom vom Kollektor 515, welcher von Station 501 abgehenden Signal entspricht, wird über den Kollektor 530, die Kolleklor-Emitter-Strecke des Transistors 527, den Emitter 529 und die Impedanz 531 zur Erde geleitet. In gleicher Weise gestatten der Transistor 557 und die Impedanz 562 die Impedanzanpassung in der zweiseitigen übertragung 5.

Zur Beschreibung der Betriebsweise des Signalübertragungssystems mit Deltamodulation gemäß F i g. 6 wird angenommen, daß der Wellenwiderstand der Station 501 und der Leitung 10 z, ist. Der Wellenwiderstand der Station 502 und der Leitung 42 sei Z₁. Die Werte der Impedanzen 531 und 562 werden mit z₃ und Z₄ bciu-ichnet. Cs wird weiter angenommen, daß die Dämpfungsnelzwerke 524 und 554 die Dämpfungsfaktoren O₁ und «2 und die Dämpfungsnetzwerke 526 und 556 die Dämpfungsfaktoren m, und m₂ besitzen. Da das übertragungssystem zwischen den Stationen 501 und 502 im wesentlichen symmetrisch ist, ist es nur notwendig, die übertragung der Signale in einer Richtung zu betrachten, so daß angenommen wird, daß abgehende Signale nur an der Station 501 vorliegen. Es versteht sich, daß das übertragungssystem nach F i g. 6 auch für die gleichzeitige Signalübertragung zwischen den Stationen 501 und 502 verwendet werden kann.

Wenn ein abgehendes Signal der Spannung r_sl in der Station 501 vorliegt, dann erscheint eine Signalspannung i\ am Emitter 513, da an dem Wellenwiderstand Z₁ ein Spannungsabfall entsteht. Die abgetasteten Signalspannungen, die in Abhängigkeit hiervon auf der Leitung 532 erscheinen, werden über das Netzwerk 40 und die Leitung 536 zu dem Integrator 561 übertragen. Außerdem werden sie auch zu dem Integrator 523 übertragen. Da die Spannung V₁ am Emitter 513 anliegt, erscheint im wesentlichen die gleiche Spannung an der Basis 514. Daher muß die Signalspannung am Ausgang des Integrators 523 H₁V₁ sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Integratoren 523 und 551 identisch, und da auch das gleiche Signal zu beiden übertragen wird, erscheint auch die Spannung H₁D₁ am Ausgang des Integrators 551. Dieses Signal erzeugt die Spannung — v₂ am Emitter 541. Die Signalspannung — v₂ ist gleich

-— U₁, da das Signal H₁V₁, welches — V₂ bestimmt,

durch das Dämpfungsnetzwerk 554 und den Inverterverslärker 553 mit dem Verstärkungsfaktor 1 läuft.

In Abhängigkeit von der Spannung o, erscheint am Emitter 529 eine Spannung ■■-*-. Da der Verstarker 519 eine sehr hohe Eingangsimpedanz besitzt, ist der Strom durch die Impedanz 531 (jjj\·) gleich dem Strom durch den Kollektor 515, welcher im wesentlichen der gleiche ist wie der Strom ("^jL-~ⁱ') , welcher in den Emitter513 fließt. In gleicher Weise erscheint eine Spannung ~ über der Impedanz 562, so daß der Strom -j~ im wesentlichen gleich dem

Strom (~J ist, welcher in den Emitter 541 fließt.

Die Signalspannung an der Basis 528 ist in Übereinstimmung mit den bekannten Transistorprinzipien im wesentlichen gleich der Signalspannung am Emitter

529, d. h. -~ . Daher erscheint die Signalspannung V₃

am Ausgang des Integrators 525. Da die Integratoren 525 und 555 identische Signale von der Abtast-Torschaltung 549 empfangen, ist die Spannung am Ausgang des Integrators 555 gleich D₃, wobei V₃ die Signal-

spannung ~ an der Basis 559 erzeugt. Daher ergeben sich folgende Spannungsverhältnisse:

JW₂Z₄

(13)

Der Strom des Kollektors 515 ist gleich dem Slrom im Kollektor 530, so daß sich folgende Spannungsbeziehung ergibt:

v., - ν.

_ W₂Z₄Il₁V₁

(14)

Die Gleichung (14) kann so umgeformt werden, daß sie die Signalspannung V₁ am Emitter 513 in Abhängigkeit von der Signalspannung v_A des von Station 1 abgehenden Signals und in Abhängigkeit von den Parametern des Signalübertragungssystems beschreibt. Diese Beschreibung zeigt Gleichung (15):

^za '3¹Il ^z±

Z₃ /JJ, lh Z₂

(15)

Die Spannung an der Station 502 in Abhängigkeit von der Signalspanuung v_sl des abgehenden Signals

— , wie bereits erwähnt, so daß die über

^ώι»ι ~~

-I

(16)

J?], /I₂ Z₃ Z₂

Wenn die Dämpfungsfaktoren jw,, m₂, H₁ und n₂ alle Eins sind und die Impedanz z₄ gleich der Impedanz z₃ ist, dann ergibt sich für die Spannung v₂, die

15

tragungsfunktion —~- leicht errechnet werden kann.

Die Impedanz der zweiseitigen übertragung 3, von Station 501 aus gesehen, kann aus Gleichung (6) berechnet werden. Durch Substitution der Gleichung (15) in der Gleichung (6) ergibt sich diese Impedanz:

gleich der Spannung U₁ ist, der Wert

Unter diesen Bedingungen ist das Signalübertragungssystem nach F i g. 6 einem System äquivalent, in welchem die Stationen 501 und 502 direkt verbunden sind. Wenn jedoch

Jl₂

ist, dann ist die Spannung V₂ gleich
impedanz ist in diesem Falle ρ
ordnung ist einer transformatorischen

₁, Die Eingangs— Diese letztere Anist einer transformatorischen Verbindung zwischen den Stationen 501 und 502 äquivalent. Daher führt das Signalübertragungssystem, welches mit Deltamodulation arbeitet, im wesentlichen zu ähnlichen Resultaten, wie das System, welches zuvor erläutert wurde und mit Frequenzmodulation arbeitet.

Erwähnenswert ist, daß, wenn k² gleich _Z ^J ist, die

Impedanz, von Station 501 aus gesehen, an ihrer Verbindung mit der zweiseitigen übertragung 3 ihrem eigenen Wellenwiderstand Z₁ entspricht, so daß eine genaue Anpassung möglich ist.

Die Impedanzen 531 und 562 sind in F i g. 6 als passive Elemente dargestellt. Es versteht sich, daß jedoch bei komplizierteren Anordnungen diese Impedanzen durch Stationen ersetzt werden können, deren Wellenwiderstände jeweils genauso groß sind wie z₃ und Z₄. In diesem Fall können die Signale zwischen Paaren von Stationen ausgetauscht werden, wobei jedes Stationspaar einer zweiseitigen übertragung zugeordnet ist. Dieses ist deshalb so, weil die Signale von siner Station, die an den Emitter 529 angeschlossen ist, sowohl zu dem Verstärker 519 als auch zu der Station 501 übertragen werden. Hierbei werden ferner die Signale einer Station, die mit dem Emitter 558 verbunden ist, sowohl zu dem Verstärker 547 als auch zu der Station 502 übertragen. Der Ersatz der Impedanzen531 und 562 durch Stationen verändert die Arbeitsweise des beschriebenen Signalübertragungssystems nicht. Fig. 10 zeigt eine Station 553, die mit dem Emitter 529 der F i g. 6 verbunden ist. Die Station 553 ersetzt die Impedanz 531 in Fig. 6.

Die Arbeitsweise der zweiseitigen übertragung 3 in F i g. 6 stimmt so lange mit der beschriebenen überein, als die Impedanz der Station 553 die gleiche ist wie die Impedanz 531. In gleicher Weise ersetzt die in F i g. 10 gezeigte Station 564 die Impedanz 562 in Fig. 6. F i g. 7 zeigt eine andere Ausbildung des Signal-Übertragungssystems nach der Erfindung, welches ebenfalls mit Deltamodulation arbeitet. Die zweiseitigen Übertragungen 3 und 5 unterscheiden sich von den zweiseitigen Übertragungen nach F i g. 6 insofern, als in der Schaltung nach F i g. 7 die Transistoren 527 und 557 entfernt wurden und die Ersatzimpedanzen 627 und 657 die notwendige Impedanzanpassung gestatten. Die Deltamodulatoren in den zweiseitigen Übertragungen 3 und 5 arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise wie in der Schaltung nach F i g. 6. Die Umkehrverstärker 624 und 653, deren Verstärkungsfaktor Eins ist, sind vorgesehen, um die geeigneten Phasenbeziehungen der zu den Stationen 601

und 602 übertragenen Signale herzustellen, da eine Kopplung über die Basen 614 und 642 nicht mehr möglich ist. Der Umkehrverstärker 626 erzeugt eine geeignete Phasenumkehr für die negative Rückkopplung in der Ubertragungsschleife, welche die zweiseitigen Übertragungen 3 und 5 einschließt.

Zur Erläuterung wird angenommen, daß die Wellenwiderstände der Stationen 601 und 602 jeweils Z₁ und z₂ sind. Ferner wird angenommen, daß die Werte der Impedanzen 627 und 657 jeweils z₃ und z₄ sind. Ein von Station 602 abgehendes Signal v_sl bewirkt am Ausgang der Integratoren 623 und 651 eine Signalspannung U₁. Die Spannung V₁ wird über den Umkehrverstärker 653 und die Impedanz Z₂ der Station 602 zu dem Emitter 641 übertragen. Das hiervon abhängige Signal am Kollektor 643 wird von dort über den Verstärker 647, der bekanntlich einen hohen Verstärkungsfaktor besitzt, und die Abtast-Torschaltung 649 zu den Integratoren 625 und 655 übertragen. Die Wirkungsweise der Verstärker 619 und 647 ist im wesentlichen die gleiche, wie sie bereits im Zusammenhang mit den entsprechenden Verstärkern der F i g. 6 erläutert wurde. Infolge der übertragung des von Station 602 abgehenden Signals v_sl erscheint eine Signalspannung v₃ am Ausgang der Integratoren 655 und 625.

Da die Basis 614 des Transistors 612 und die Basis 642 des Transistors 640 beide geerdet sind und so an einem Bezugspotential liegen, müssen die Signalspannungen an den Emitter 613 und 641 im wesentlichen Null sein. Der durch die Impedanz Z₁ fließende Strom ist dann gleich dem Strom, der durch die Impedanz Z₃ fließt. Ebenso ist der durch die Impedanz z₂ fließende Strom der gleiche, der durch die Impedanz z₄ fließt. Daher ergeben sich folgende Relationen:

- V,

(17)

(18)

Durch die Kombination der beiden Gleichungen (17) und (18) ergibt sich das folgende Spannungsverhältnis:

I+ift

(19)

Die Gleichung (19) ist mit der Gleichung (15) identisch, da die Dämpfungsfaktoren Hi₁, Wi₂, «1 und n₂ gleich Eins sind. Daher ist diese Schaltungsanordnung äquivalent mit einer solchen Schaltungsanordnung, bei der eine direkte Verbindung zwischen den Stationen 601 und 602 besteht Auch die Gleichungen, die ihre Arbeitsweise beschreiben, sind mit denjenigen identisch, welche die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 6 beschreiben. In die Schaltungsanordnung nach F i g. 7 können Dämpfungsnetzwerke in ähnlicher Weise eingefügt werden wie in die Schaltung nach F i g. 6, so daß das Signalübertragungssystem der F i g. 7 einer transformatorischen Verbindung zwischen den Stationen 601 und 602 äquivalent ist. Die Impedanzen 627 und 657 können jeweils aus einer aktiven Station bestehen, deren Impedanzen gleich Z₃ oder z₄ sind. Dieses ist in F i g. 11 dargestellt, wo die Station 658 zwischen dem Verstärker 626 und dem Emitter 613 der F i g. 7 und die Station 658 zwischen dem Integrator 655 und dem Emitter 641 der F i g. 7 eingeschaltet sind.

Die in F i g. 8 dargestellte Schaltungzeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Signal Übertragungssystems der Erfindung, welches ebenfalls mit Deltamodulation arbeitet. In dieser Ausführung ist ein einzelner Reflexverstärker 728 an das gemeinsame übertragungsnetzwerk 40 angeschlossen, um die Deltamodulationsverstärker der Schaltungen nach Fig. 6 und 7 zu ersetzen. In Fig. 8 werden die von der Station 701 abgehenden Signale über die Impedanz 712 zu dem Emitter 715 übertragen. Diese abgehenden Signale werden über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 714 und über den Abtastschalter 718 zu dem Netzwerk 40 übertragen. Die von Station 702 abgehenden Signale werden in ähnlicher Weise über den Transistor 732 und den Abtastschalter 737 zu dem Netzwerk 40 übertragen. Die Abtastschalter 718 und 738 arbeilen gleichzeitig entsprechend der bekannten Prinzipien der Deltamodulation. Die abgetasteten, von der zweiseitigen übertragung 3 abgehenden Signale sind stets positiv, während die abgetasteten, von der zweiseitigen übertragung 5 abgehenden Signale stets negativ sind.

Die Summe der abgetasteten und von den zweiseitigen Übertragungen 3 und 5 abgehenden Signale wird durch das Netzwerk 40 über den Schalter 731 zu dem Zweipolverstärker 728 übertragen. Der Schalter arbeilet gleichzeitig und synchron mit den Schaltern 718 und 737. Wenn das über die Leitung 729 von der Station 701 zu dem Verstärker 728 übertragene Signal größer ist als das Signal \on der Station 702, erzeugt der Verstärker 728 einen positiven Impuls. Im anderen Fall, wenn das Signal von der Station 702 größer ist als das Signal von Station 701. erzeugt der Verstärker 728 einen negativen Impuls, Diese Impulse erscheinen auf der Leitung 729 und werden über den Schalter 731 und das Netzwerk 724 zu den Schaltern 720 und 739, die nach einem durchgeführten Vergleich der abgehenden Signale geschlossen sind, zurückübertragen. Die Impulse, welche übei die Schalter 720 und 739 laufen, werden dann jeweil: in den Integratoren 722 und 740 integriert. Danacl werden sie zu der Basis 716 des Transistors 71< und zu der Basis 734 des Transistors 732 übertrager Diese Signale werden von dort zu den Stationen 70 und 702 über die Basis-Emitter-Strecken der Tran sistoren 714 und 732 jeweils zurück übertragen, so dal Signale gleichzeitig zwischen den Stationen mit Hilf der Deltamodulation übertragen werden. Der Signal austausch zwischen den Stationen 701 und 702 is im Prinzip der gleiche, wie er bereits im Zusammen hang mit den F i g. 6 und 7 erläutert wurde. Di Verwendung eines gemeinsamen Zweipolverstärker welcher dem Netzwerk 724 zugeordnet ist, vermindei die Komplexität des Signalübertragungssystems un gestattet den Aufbau ökonomischerer übertragung! systeme.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur zweiseitigen Informationsübertragung, die zwischen eine erste und zweite übertragungsleitung eingeschaltet ist und eine erste Anschlußschallung zur Verbindung mit der ersten und eine zweite Anschlußschaltung zur Verbindung mit der zweiten übertragungsleitung besitzt in Nachrichten-, insbesondere Nachrichtenvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiseitige übertragung (3; Fi g. 1), einen Modulator (14), der mit der ersten Anschlußschaltung (12) zur Modulation der von der ersten übertragungsleitung (10) empfangenen Signale und zur übertragung der modulierten Signale zur zweiten übertragungsleitung (32) dient und hierzu mit der zweiten Anschlußschaltung verbunden ist, ferner einen Detektor (16) zur Erzeugung eines ersten deniodulierten Signals aus dem modulierten Signal der ersten Anschlußschaltung und zur Erzeugung eines zweiten demodulierlen Signals aus dem von der zweiten Anschlußschaltung in der Gegenrichtung empfangenen Signals enthält, daß ferner der Detektor die beiden demodulierlen Signale gemeinsam zur ersten Anschlußschaltung überträgt, derart, daß das erste demodulierte Signal in Gegenphase zu dem Eingangssignal der ersten Anschlußschaltung ist und dieses unterdrückt, so daß nur das von der zweiten Anschlußschaltung aus der Gegenrichtung empfangene Signal übertragen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator ein Frequenzmodulator (117; Fi g. 2) ist und daß der Detektor (16) aus der Phasendifferenz zwischen dem modulierten Signal der ersten Anschlußschaltung und dem aus der Gegenrichtung empfangenen Signal der zweiten Anschlußschaltung ein Ausgangssignal erzeugt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseilige übertragung (3; F i g. 1) ein Dämpfungsnetzwerk (111; F i g. 2), welches zwischen der ersten Anschlußschaltung (112) und dem Modulator (117) eingeschaltet ist und ein zweites Dämpfungsnetzwerk (123), welches zwischen dem Detektor (119) und der ersten Anschlußschaltung eingeschaltet ist, enthält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseitige übertragung(3; F i g. 2)überdie Übertragungsleitungen (32, 36) mit der zweiseitigen übertragung (5) einer anderen Station verbunden ist und daß die Impedanz am ersten Anschluß der zweiseitigen übertragung gleich der Impedanz am ersten Anschluß der anderen zweiseitigen übertragung ist, wobei diese mit dem Verhältnis der Produkte einmal aus erster (141) und zweiter (153) Dämpfung der anderen zweiseitigen übertragung (5) und zum anderen aus erster (111) und zweiter (123) Dämpfung der zweiseitigen übertragung (3), multipliziert wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von zweiseitigen Übertragungen (3,5,7; F i g. 3) in einer Kaskadenschleife zusammengeschaltet sind und daß jede zweiseitige übertragung in Abhängigkeit

von Signalen, die sie un ihrem ersten Anschluß von der vorhergehenden zweiseitigen übertragung empfangen hat, die von der Schleife empfangenen Signale zu der Schleife und zu dem ersten Anschluß der zweiseitigen übertragung Übertrügt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseilige übertragung (3; Fig. 4) weiter enthlllt: einen Signalgenerator (342) zur Erzeugung mindestens einer Steuerfrequenz, ein Register (340) zur Speicherung eines Adreßkodesignals zur Steuerung der Modulatortra'gerfrequenz mindestens einer zweiseiligen übertragung, einen zweiten Detektor (330) zur Erzeugung eines Differenzsignals, welches von der Differenz zwischen einem Signal des Modulators einer der zweiseitigen Übertragungen und dem Signal des Signalgenerators abhängt, eine Verknüpfungsschaltung (336, 338), welche das Differenzsignal mit einem Signal aus dem Register verknüpft und daß die eine zweiseitige übertragung in Abhängigkeit von dem Verknüpfungssignal die Modulatorträgerfrequenzen entsprechend einstellt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseitigen Übertragungen mit demjenigen Adreßkodesignal zusammenarbeiten, welches die gleiche Trägerfrequenz besitzt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator eine Steuerschaltung (521; Fi g. 6) enthält, welche auf die Impulse einer an sich bekannten Impulsquelle (570) und das erste Signal zur Erzeugung eines Torsignals anspricht, daß der Detektor einen Integrator (523) für die Integration des Torsignals und zur übertragung des integrierten Torsignals zur ersten Anschlußschaltung (512) der zweiseitigen übertragung enthält und daß die Differenz zwischen dem ersten Signal und dem integrierten Torsignal an der ersten Anschlußschaltung der zweiseitigen übertragung für die nachfolgende übertragung zu dem Modulator übertragen wird.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiseitige übertragung ferner einen zweiten Integrator (525; F i g. 6) enthält, welcher zwischen der ersten Anschlußschaltung (512) und der zweiten Anschlußschaltung für die Integration und übertragung des zweiten Signals zu der ersten Anschlußschaltung vorgesehen ist.