DE2001669A1

DE2001669A1 - Datenuebertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE2001669A1
Application number: DE19702001669
Authority: DE
Inventors: Paul Abramson; Stilwell Jun George Raymond
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-01-15
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1970-07-30
Also published as: DE2001669B2; JPS511561B1; US3582895A; GB1254230A; FR2028354A1; CA921179A; DE2001669C3

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Anmelderin: ,

Amt1. Aktenzeichen:

Aktenzeichen der Anmelderin

Böblingen, 30. Dezember 1969 lw-ba

International Business Machines, Corporation, Armonk, N.Y. 10504 Neuanmeldung
Docket YO 968 058

Datenübertragungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Datenübertragungseinrichtung mit einem Mehrfrequenz-Datensender, einem Mehrfrequenz-Datenempfänger und einer Trennschaltung zur Trennung der beiden, zur Übermittlung eines Zeichens verwendeten Frequenjzpaare, worin jedes Frequenzpaar gebildet wird aus einer Frequenz aus einer ersten Gruppe und einer Frequenz aus einer zweiten Gruppe.

Mittels der bekannten Tastwahl-Fernsprechapparate können nume- ; rische Daten in eine Datenverarbeitungsanlage eingegeben werden. Die Übertragung von numerischen Daten durch gleichzeitiges Aussenden von mehreren, z.B. zwei Frequenzen {Parallelton-Verfahren) hat auch an anderer Stelle Verwendung gefunden,, dank der diesem Prinzip zugrundeliegenden Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und Verträglichkeit mit den Fernsprech-Sprachkreisen. Es sind bereits Einrichtungen bekannt geworden, welche mittesl des Parallelton-Verfahrens Lochkartendaten von einer entfernten Endstelle zu einem„zentralen Locher übertragen. Ursprünglich wurde ein Code verwendet, welcher nur die übertragung« von 16 Zeichen gestattete. Eine Frequenz von vier "A" Frequenzen und eine von vier "B" Frequenzen werden hierzu gleichzeitig übertragen. Für

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das Tastwahlverfahren werden nur 12 dieser 16 Möglichkeiten benützt. Folgende Frequenzen werden verwendet:

	697 Hz	TABELLE I	1209 Hz
A-I	770 Hz	B-I	1336 Hz
A-2	852 Hz	B-2	1477 Hz
A-3	941 Hz	B-3	1633 Hz
A-4	B-4

Bald ergab sich jedoch die Notwendigkeit alphanumerische Informationen zu übertragen und es entstanden Systeme zur Erzeugung von alphanumerischen Codesignalen mittels eines Tastwahlapparates. Diese Systeme waren jedoch nicht zufriedenstellend, da im allgemeinen der Benutzer zwei oder mehrere Tasten drücken mußte, um ein alphanumerisches Zeichen aussenden zu können. Es wurde ein Parallelton-System entwickelt, welches die gleichzeitige Aussendung einer A, einer B und einer C Frequenz gestattete. Jede dieser Frequenzen wurde einer Gruppe von 4 Frequenzen entnommen, so daß ein Zeichenvorrat von 64 Zeichen zur Verfügung stand. Die Werte für die C Frequenzen betrugen z. B.: 2050 Hz, 2150 Hz, 2250 Hz und 2350 Hz, und es wurde ein Mehrfrequenzempfänger zum Empfang dieser Frequenzsignale entwickelt. Dieses Verfahren wurde im Zusammenhang mit Kartenlesern und Kartenlochern verwendet.

Eine weitere Methode zur Datenübertragung mit dem Parallelton-Verfahren verwendete die akustische Kopplung eines Tonsenders mit dem Handapparat des Fernsprechapparates. Zu diesem Zwecke wurde ein Tastenfeld vorgesehen, mittels dessen Oszillatoren der geeigneten Frequenzen eingeschaltet werden konnten. Die erzeugten Frequenzen wurden verstärkt und in hörbare Signale umgewandelt. Mit Hilfe eines akustischen Kopplers wurden die Signale dem Mikrophon des Handapparates zugeführt. Diese akustische Kopplung wurde mit Erfolg für die A und B Frequenzen angewandt. Hierzu wurden kleine, tragbare, mit Batterie betriebene Tastenfelder vorgesehen, in welchen auch die notwendigen elektronischen Verstärker erhalten waren. Es wurden aber auch Tastenfeldgeräte für das A-B-C Verfahren ent-

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wiekell: nand geprüft* Aus verschiedenen/ tinter näheif beschriebenen Gründen ergaben sich jedoch mit diesen letzteren: Geräten wiederholt Fehler*

Neben der akustischen Kopplung wuifde auch die induktive Kopplung

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verwendet. Diese Methode ist zumindest gleichwertig der akustischen Kopplung, wenn nicht sogar besser in mancher Hinsicht und ist sicher ökonomischer. Ein Nachteil der induktiven Kopplung besteht jedoch darin, daß mehr Batterieleistung verbraucht wird. Weiter wirkt sich hier störend aus, daß manche Handapparate piezoelektrische Hörer benutzen, also keine Spule enthalten, mit der eine induktive Kopplung erreicht werden könnte.

Das Parallelton-Sendeverfahren arbeitete im Zusammenhang mit dem Tastwahl-Verfahren sehr zufriedenstellend. Auch zur Fernübertragung von Daten zu einer Iatenverarbeitungsanlage wurde es erfolgreich angewendet. Die Ausdehnung auf alphanumerische Zeichen und die Erzeugung der C Töne schaffte jedoch eine Reihe von Problemen. Diese Probleme sind im wesentlichen auf störende Einflüsse der erzeugten harmonischen Frequenzen und der Modulationsprodukte der einzelnen Frequenzen ABC untereinander durchzuführen. Unter bestimmten Umständen wurden sogar Harmonische der Summe oder Differenz eines Frequenzpaares erzeugt.

Wie aus obiger Tabelle I ersichtlich ist, wurden die A B Frequenzen nach anderen Gesichtspunkten ausgewählt, als die vorerwähnten C Töne. Die Frequenzen A und B wurden so gewählt, daß keine Harmonische einer A Frequenz in den Durchlassbereich eines B Empfangsfilters fällt. Auch die Modulation einer A Frequenz mit einer B Frequenz erzeugt keine Frequenz, welche in den Empfangsbereich eines A oder B Filters fällt. Hierdurch wird eine weitgehende Sicherheit vor Fehl-Empfangsresultaten erreicht, selbst wenn berücksichtigt wird, daß an manchen Stellen im übertragungsweg nichtlineare Elemente für die Erzeugung von Harmonischen und Modulationsprodukten sorgen.

Durch die Einführung der C Frequenzen ist es jedoch nicht mehr möglich, einen Satz von solchen Frequenzen zu finden, der eine weitgehende Fehlerfreiheit garantiert. Wie aus obigen Angaben ersichtlich ist, beträgt der Abstand zwischen den einzelnen C Frequenzen 100 Hz. Bei der übertragung eines Zeichens durch die Kombination einer A, B und C Frequenz ergeben sich Fehler, welche ihre Ursache

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in den genannten Nichtlinearitäten im übertragungsweg finden. ■' Hese Fehler ergeben sich aus der Erzeugung von Störfrequenzen und könnenzum Nichtempfang eines gesendeten Zeichens, oder zum vorgetäuschten Empfang eines nichtgesendeten Zeichens führen. Als Beispiel soll das Senden der Ziff. "6" von einem-normalen Tastwahl-Apparat dienen. Der normale Code hierfür ist A-2 und B-3, welchen die Frequenzen 770 Hz und 1477 Hz entsprechen. Durch Nichtlinearitäten im übertragungsweg werden Summen und Differenzen dieser beiden Frequenzen erzeugt. In obigem Falle beträgt die Summe 2247 und die Differenz 707. Die Frequenz für den Ton C-3 beträgt jedoch 2250, sodaß der C-3-Kreis wahrscheinlich ansprechen wird. Der Empfänger gibt also den Empfang eines Zeichens A-2, B-3, C-3 bekannt, welchem Code normalerweise der Buchstabe F entspricht. Außerdem, % wenn eine starke Nichtlinearität vorliegt, wird auch der Empfang einer Frequenz Al (697 Hz) durch den Empfang der Störfrequenz 707 Hz (1477 weniger 770) angezeigt. Die Differenz zwischen der für Al festgelegten Frequenz (697 Hz) und der empfangenen Störfrequenz (707 Hz) beträgt hier jedoch 10 Hz, während diese Differenz im obigen Falle nur 3 Hz betrug. Prozentuell gesehen entsprechen die 10 Hz 1,3 % während die 3 Hz für den obigen Fall 0,13 % entsprechen.

Als weiteres Beispiel soll das Senden des Buchstabens "D" genannt werden. Der gebräuchliche Code für den Buchstaben D ist A2, Bl und C3. Die Differenzfrequenz zwischen C3 und A2 (2250 minus 770) beträgt 1480 Hz, welche bis auf 3 Hz der Frequenz für B3, d. h. f 1477 Hz, entspricht. Eine etwaige Nichtlinearität im übertragungsweg würde also zum fehlerhaften Empfang des Codes B3 führen.

Es ist also zu sehen/ daß es drei Arten von Fehlern gibt, welche durch die Verwendung von C-Tönen bei gleichzeitigem Vorhandensein von Nichtlinearitäten im übertragungsweg entstehen können. Der erste Fall betrifft das Aussenden einer A und einer B-Frequenz zu einem Empfänger, welcher zum Empfang von A, B und C-Frequenzen geeignet 1st. Ein fehlerhafter Empfang kann hier dadurch entstehen, daß eine C-Störfrequenz erzeugt und im Empfänger auch angezeigt wird. .

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Eine zweite Art von Fehler kann dadurch entstehen, daß ein Zeichen durch die Kombination von A, B und C-Frequenzen zu einem Empfänger gesendet wird, welcher nur zum Empfang von A und B-Frequenzen geeignet ist. Hier kann ein Modulationsprodukt zwischen A und C-Tönen, oder zwischen B und C-Tönen den Empfang von A oder B-Tönen vortäuschen, welche gar nicht gesendet wurden.

Die dritte Fehlerart bezieht sich auf ein System welches die Aussendung einer Kombination von A, B und C-Frequenzen zu einem Empfänger für A, B und Γ /requenzen gestattet. Dieser Fall bezieht sich also auf den Normelfall, so daß die Fehlermöglichkeit gerade hier als besonders jtörend empfunden wird. In diesem System können durch die Modulation zwischen den verschiedenen A, B oder C-Frequenzen andere A, B oder C-Frequenzen erzeugt werden.

Wie bereits mehrfach erwähnt, entstehen die genannten Fehler durch das Vorhandensein von nichtlinearen Elementen im übertragungsweg.

Die erste Stelle wo diese Nichtlinearitäten gefunden werden können, ist das Telefon-Netzwerk, mit seinen Gabelschaltungen, Zwischenverstärkern, seinem Schaltnetzwerk und der Empfangseinrichtung. Die Nichtlinearitäten an dieser Stelle sind meistens klein und führen selten zu Fehlern. Die aus diesen Nichtlinearitäten resultierenden Fehler ergeben sich, wenn ein numerisches Zeichen (A und B-Ton) zu einem alphanumerischen Empfänger gesandt wird, oder wenn ein alphanumerisches Zeichen (A, B und C-Töne) zu einem numerischen Empfänger gesandt wird. Im allgemeinen kann man jedoch sagen, daß die übertragung eines alphanumerischen Codes über eine Telefonleitung zufriedenstellend arbeitet. Wesentliche Fehler ergeben sich erst bei Verwendung eines Trägerfrequenzsystemes.

Diese Verwendung eines Trägerfrequenzsystemes stellt die zweite Stelle dar, an der Nichtlinearitäten gefunden werden können. Es ist festgestellt worden, daß die Verwendung von C«Tönen in Trägerfrequenzsystemen, welche normalerweise nur bei Übertragung über große Entfernungen hin verwendet werden, die Fehlerhäufigkeit beträchtlich erhöht.

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Die dritte und wichtigste Stelle, an der Nichtlinearitäten auftreten können/ ist die akustische Kopplung. Wie bereits erwähnt, werden bei diesem Verfahren durch elektrische Oszillatoren hörbare Töne erzeugt, welche dem Mikrophon des Handapparates zugeleitet werden. Es findet also erst eine Umwandlung von elektrischer in akustische Energie und dann wieder von akustischer in elektrische Energie statt. Da sowohl der verwendete Lautsprecher als auch das Mikrophon nichtlinear arbeiten, liegt hierin eine wichtige Fehlerquelle. Dieser Effekt wird noch durch die Verwendung eines akustisch geschlossenen Kopplungsstückes zwischen Lautsprecher und-Mikrophon verstärkt. Die Fehlerhäufigkeit ist hier so groß, daß bei Verwendung des A B C-Systems eine akustische Kopp- * lung meist nicht möglich ist.

Eine weitere Stelle an der Nichtlinearitäten auftreten können ist der induktive Koppler. Die Nichtlinearitäten sind hier jedoch nicht so stark als bei der akustischen Kopplung. Hierbei soll jedoch beachtet werden, daß akustische und induktive Kopplung meist bei tragbaren Geräten benutzt werden, in denen der Batterieverbrauch und Wirkungsgrad eine große Rolle spielen. Da der induktive Koppler nur sehr lose mit dem Handapparat gekoppelt wird ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung sehr gering. Die induktive Kopplung erfordert also Ausgangsverstärker für die Hörtöne von wesentlich höherer Leistung, als für die akustische Kopplung benötigt wird, wodurch sich auch der Batterieverbrauch stark erhöht. In der f Praxis führt dies meist zu einer Auslegung der Geräte, welche wohl einen erhöhten Stromverbrauch zur Folge hat, jedoch nicht genügend Ausgangsleistungen erzeugt. Die Nichtlinearität hat hier ihren Sitz im Ausgangsverstärker. Die kombinierte Fehlermöglichkeit, welche sowohl die vorhandenen Nichtlinearitäten als auch das im Vergleich niedrigere Signal/Storverhältnis berücksichtigt, ist jedoch wesentlich geringer als bei Verwendung der akustischen Kopplung.

Zur Ausdehnung der Möglichkeiten.eines Datensenders von numerischen Zeichen zu alphanumerischen Zeichen wurde auch bereits daran gedacht > die übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Versuche haben jedoch gezeigt, daß die menschliche Stimme und andere Hörtonquellen

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wie ζ. B. übersprechen und Musik, unerwünschte Akkorde erzeugen, welche vom Empfangsgerät als Zeichen erkannt werden wurden. Es ist bekannt, daß Telefonleitungen den oben genannten akustischen Störeinflüssen ausgesetzt sind. Weiters haben Versuche gezeigt, daß die Silbenlänge der menschlichen Sprache normalerweise 35 bis 40 Millisekunden beträgt. Musikakkorde dauern meist eine ähnliche Zeit lang an. Um jedoch beim Empfang unterscheiden zu können, ob die empfangenen Frequenzen von einem Datensendgerät, oder z. B. von Sprachsignalen herrühren, ist es erwünscht, daß die Übertragungsdauer eines Zeichens länger ist als die oben genannte Silbendauer. Unter "Sprachschutz" soll im weiteren Verlauf der Schutz der Mehrfrequenz-Datenempfanger gegen jeden störenden Dauerton verstanden werden.

Der genannte Sprachschutz hat Beachtung gefunden, seit vorgeschlagen worden war, Daten mittels eines Tastwahlapparates zu übertragen. Das Problem das hier auftritt, liegt darin, daß die zur übertragung von Daten benutzten Frequenzen innerhalb des übertragenen Sprachbandes liegen, und daher auch von der menschlichen Stimme erzeugt werden können.

Als Sprachschutzmittel hat bereits ein Schalter im Fernsprechapparat Verwendung gefunden, welcher das Mikrophon abschaltet, wenn Daten übermittelt werden sollen. Die zur übertragung der Daten benötigten Frequenzen können hierbei entweder im Fernsprechapparat selbst oder in einem angeschlossenen Datensender erzeugt werden. Bei Verwendung eines normalen Tastwahlapparates zur Datenübertragung ist jedoch meist kein solcher Schalter vorhanden, und Sprach-Störsignale können somit gleichzeitig mit den Daten auf den übertragungsweg gelangen. In diesem Fall werden im Empfänger Einrichtungen vorgesehen, welche Fehler durch Sprachsignale ausschalten.

Wie bereits erwähnt, finden in tragbaren Geräten Oszillatoren Verwendung, welche durch ein Tastenfeld betätigt werden und Hörtöne erzeugen, die über einen akustischen Koppler in den Fernsprechapparat eingekoppelt werden. Die dabei verwendeten akustischen Wandler wer-

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den nahe zum Mikrophon des Handapparates gehalten. Es ist hierbei also notwendig, daß das. Mikrophon nicht abgeschaltet wird, und es kann daher auch Störsignale aufnehmen.

Durch die Verwendung eines induktiven Kopplers werden einigermaßen bessere Verhältnisse geschaffen. Da hier der Hörteil des Handapparates verwendet wird, kann das Mikrophon abgedeckt oder entfernt werden, so daß keine störenden Sprachsignale in-die Leitung gelangen^können. Auch vom Hörer können jedoch in geringem Maße störende Sprachsignale aufgenommen werden.

Ein Mehrfrequenzdatenempfänger ist beispielsweise aus der schwei- J zerischen Patentschrift Nr. 4 43.398 bekanntgeworden. Der beschriebene Empfänger dient zum Empfang eines 2 aus 8 .Codes und gestattet somit den Empfang von 16 Zeichen, wovon jedoch nur 12 Verwendung finden. Der Empfänger ist mit Sprachschutzmittel ausgerüstet. ,

Um den Empfang von mehr als 16 Zeichen, z. B. von 256 Zeichen zu ermöglichen, ist vom C.C.I.T.T, empfohlen worden, die übertragung eines Zeichens in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Hälften vorzunehmen (CCITT Dokument AP IV/33-E, veröffentlicht 14. Mai 1968). Bei Verwendung von vier Α-Frequenzen und vier B-Frequenzen kann hierbei in der ersten Hälfte ein erstes Frequenzpaar AB und in der zweiten Hälfte ein zweites Frequenzpaar AB gesendet werden (AABB- j Verfahren). Weiters ist aus dem CCITT-Dokument ersichtlich, daß bereits daran gedacht wurde, die übertragung eines Zeichens in zwei Hälften ohne einen zusätzlichen Taktkanal vorzunehmen und den Empfänger selbstsynchronisierend aufzubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Datenübertragungseinrichtung für alphanumerische Zeichen aufzubauen, welche bei möglichst geringer Fehlerwahrscheinlichkeit einfach aufgebaut ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Zeltgeberschaltung zur Unterscheidung der beiden zeitlichen Übertragungshälften eines Zeichens, welche einen Umschalter betätigt, der Leitungen zur Anschaltung von Tonsendungen umschaltet, wobei der Ansehaltestromweg über Kontakte eines Tastenfeldes verläuft und durch an sich bekannte Ton-

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empfänger, deren Ausgänge über logische Schaltungen mit einer Verzögerungsschaltung verbunden sind, welche aus dem Signal des ersten Frequenzpaares ein Signal zur Weitergabe des zweiten Frequenzpaares erzeugt.

Eine besondere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter nur die Leitungen zur Anschaltung der Tonsender der zweiten Frequenzgruppe umschaltet (A, B, B-System).

Die Erfindung hat den Vorteil, daß zum Aussenden der Zeichen eine besonders einfache Einrichtung verwendet werden kann und daß die Trennung der beiden zeitlichen Hälften einer Übertragungsperiode im Empfänger auf besonders einfache Weise erfolgt, wobei zugleich auch ein Sprachschutz erzielt wird. Da für ein alphanumerisches System die Verwendung von 64 Zeichen meist genügt, ist die nach der Erfindung verwendete ABB-Methode besonders vorteilhaft, da sie sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig noch weitere und wesentliche Vereinfachungen mit sich bringt. Da nach der Erfindung die Verwendung von C-Tönen entfällt, können bei günstiger WahlTA und B-Frequenzen die durch Nichtlinearitäten im übertragungsweg verursachten Fehler klein gehalten werden. Die Erfindung ermöglicht also die Benutzung billiger, tragbarer Datensendgeräte. Da zur übertragung eines Zeichens jeweils nur zwei Frequenzen benötigt werden, und nicht drei Frequenzen wie nach dem ABC-System, können für diese beiden Frequenzen höhere Amplituden vorgesehen werden und dadurch kann das Signal/Störverhältnis verbessert werden. Ein weiterer Vorteil der Datenübertragungseinrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß sie mit den bestehenden Einrichtungen verträglich ist. Nach der Erfindung ist die Verwendung eines besonderen Taktgeberkanals zur Unterscheidung der beiden zeitlichen Hälften eines Zeichenintervalls nicht notwendig, der Empfänger arbeitet vielmehr selbst-synchronisierend. Ferner können durch den Wegfall der C-Frequenzen die Toleranzgrenaen der Einrichtung weiter gezogen werden. Insbesondere ist die Verwendung von normalen Tastwahl-Fernsprechapparaten als Datensendgeräte ohne weiteres möglich, obwohl diese Tastwahlapparate nur zum Aussenden von numerischen Informationen vorgesehen sind. Der nach der

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Erfindung vorgesehene alphanumerische Code ist mit dem gebräuchlichen numerischen Code verträglich, da unter den 64 Zeichen nach dem ABB-System die 16 Zeichen, für die beide B-Frequenzen gleich sind, den 16 Zeichen eines zwei aus acht Code zugeordnet werden können. Bei Verwendung von Daten-Telefonapparaten brauchen nur die sendeseitigen Anschalteleitungen in der Einrichtung nach der Erfindung mit den Tonsendern im Fernsprechapparat verbunden werden. Da angenommen werden kann, daß die Verwendung von kleinen, leichten, tragbaren und batteriebetriebenen alphanumerischen Tastenfeld-Sendern mit akustischer oder induktiver Kopplung stark zunehmen wird, ergeben sich für die Datenübertragungseinrichtung nach der Erfindung besonders nützliche Verwendungsmöglichkeiten. « Auch hier wirkt sich sehr vorteilhaft aus, daß die Verwendung von ™ C-Frequenzen entfallen kann,da erstens in diesen Datensendeeinrichtungen die Oszillatoren für die C-Frequenzen entfallen können und zweitens die Toleranzen für die A und B-Tonsender weiter gehalten werden können. Ferner soll beachtet werden, daß derzeit Sendeeinrichtungen für Tastwahlapparate nach dem zwei aus acht Code in integrierter Schaltungstechnik in großer Anzahl hergestellt werden, so daß die Erfindung auch hier ein nützliches Anwendungsgebiet findet* Auf der Empfangsseite wird der Sprachschutz, und die Codeprüfung dadurch sehr erleichtert, daß ein ABB-Signal weitaus spezieller ist als die gebräuchlichen ABC-Signale.

Die Erfindung soll nun anhand eines in den Figuren gezeigten Aus- (| führungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Den schematischen Aufbau der Datenübertragungs

einrichtung,

Fig. 2 ein Tastenfeld zur Anschaltung eines Oszillator

paares in einem Datensender nach dem ABB-System,

Fig. 3 -: eine abgeänderte Form der Datensendeeinrichtung :■-. = ■■- · : nach Fig. 2 zur Aussendung von Daten nach dem ; , AABB-System, .'■■'■*

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Fig. 4 eine Trennschaltung zur Anschaltung an einen

Parallelton-Mehrfrequenzdatenempfänger zur Trennung der ABB-Signale,

Fig. 5 eine Trennschaltung zur Anschaltung an einen

Parallelton-Mehrfrequenzdatenempfänger zur Trennung der AABB-Töne.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Parallelton-Übertragungssystem nach dem ABB-Verfahren. Ein Tongenerator für die vier Α-Frequenzen und die vier B-Frequenzen wird am Eingang von vier Leitungen Al bis A4 gesteuert. Der Tonsender ist über eine Telefonleitung mit einem Mehrfrequenzdatenempfanger 8 verbunden. Der Empfänger 8 liefert in acht Ausgängen in zwei Gruppen zu je vier Leitungen eine Auswertung der empfangenen Signale an eine Trennschaltung 9. Die Schaltung 9 überprüft die empfangenen Signale auf das Vorhandensein von Α-Tönen und gibt die empfangenen Α-Signale an den Ausgang weiter.Die beiden nacheinander empfangenen B-Signale werden von der Trennschaltung auf zwei Gruppen zu je vier Ausgängen Bl-I bis B4-1 und Bl-2 bis B4-2 verteilt. Der zweite Index 1 und 2 bezieht sich hierbei auf die beiden zeitlichen Hälften des Empfangsintervalles in dem der betreffende B-Ton empfangen'wurde.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines Tastenfeldes zur Erzeugung der ABB-Töne. Eine Vielzahl von Zeichentasten 10, 11, 12, 13, usw., weisen je vier Kontakte 14, 15, 16, und 17 für jedes Zeichen des verwendeten Alphabets auf.

Fig. 3 zeigt den betreffenden Teil eines Tastenfeldes für die Erzeugung der AABB-Töne. Eine Vielzahl von Zeichentasten 20, 21, 22, 23, usw., weisen je fünf Kontakte 14, 18, 15, 16 und 17 auf.

Beim Drücken einer Taste wie z. B. die Taste 10 in Fig. 2, wird ein Kontakt 14 geschlossen, welcher einen der vier Eingänge Al bis A4 zum Oszillator A mit Erde verbindet. Es wird angenommen, daß der A-Oszillator (32) und d^r B-Oszillator (33) sich in einem gebräuchlichen Datentelefon befinden.

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Durch das Schließen der Kontakte 14 in jeder Zeichentaste wird eine der vier A-Anschalteleitungen 38 bis 41 über die Leitung 35 mit Erde verbunden. Durch dieses Erden wird die betreffende Frequenz vom Α-Oszillator ausgesendet. . .

Durch den Kontakt 17 jeder Zeichentaste IO bis 13 wird ein 30 Millisekunden-Zeitgeber 25 betätigt, welcher auf einen einpoligen Umschalter (26 bis 28) einwirkt. Der erse Kontakt 27 dieses Umschalters ist über die Leitung 36 mit den zweiten Kontakten 15 jeder Zeichentaste verbunden und der zweite Kontakt 28 des Umschalters ist über die Leitung 37 mit den dritten Kontakten 16 der Zeichen- J tasten verbunden. Vor dem Betätigen einer Zeichentaste 10 bis 1.3., und für 30 Millisekunden nach diesem Betätigen sorgt die Zeitgeberschaltung 25 dafür, daß über den Umschalter 26 bis 28 der zweite Kontakt 15 jeder Zeichentaste mit Erde verbunden wird. Nach dem Millisekunden-Intervall werden die dritten Kontakte 16 jeder Zeich ent ss te '10 bis 13 mit Erde verbunden und die Verbindung der zweiten Kontakte 15 mit Erde wird gelöst. Die dritten und zweiten Kontakte 16 und 15 verbinden jeweils eine oder zwei B-Anschalteleitungen 42, 43, 44, 45 mit Erde. Wenn ζ. B. die Zeichentaste 12 betätigt wird, werden beide Kontakte 15 und 16 mit derselben Anschalteleitung 43 verbunden. Hierdurch wird durch das Betätigen einer Zeiehentaste ein Α-Ton, ein erster B-Ton für 30 Millisekunden und - * ein zweiter B-Ton hiernach so lange ausgesendet wie die Taste gedrückt wird.

Die Sendeeinrichtung nach Fig/ 3 unterscheidet sich von der vorherbeschriebenen Einrichtung dadurch, daß jede Zeiehentaste 20, 21, 22, 23 fünf Kontakte aufweist, wobei der Kontakt 18 in jeder Taste hinzukam, über die Kontakte 18 können die Anschalteleitungen 38 bis 41 zum A-Tonsender 32 während der zweiten Hälfte eines Zeichensendeintervalls geerdet werden, nachdem der Zeitgeber 25 für die Umschaltung gesorgt hat. Der vom Zeitgeber 25 betätigte Umschalter besteht in dieser Ausführung aus zwei miteinander verbundenen einpoligen Umschaltern 26, 27, 28 und 29, 30, 31. Durch den Zeitgeber 25 wird der Arm 29 vom Kontakt 30, welcher mit der

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Leitung 35 verbunden ist, auf den Kontakt 31 umgelegt, welcher mit der Leitung 46 und den Kontakten 18 verbunden ist. Mittels dieses AABB-Verfahren, welches nacheinander zwei parallel ausgesendete Frequenzen benützt, können bei Verwendung aller Möglichkeiten, 256 Zeichen erzeugt werden. Sollen in den beiden aufeinanderfolgenden Hälften eines Seneintervalls keine gleichen Frequenzen verwendet werden, sind 144 Zeichen möglich.

Sendeseitig sind zwei verschiedene Aufbaumöglichkeiten denkbar. Die erste Möglichkeit ist mit der Verwendung von Fernsprechapparaten, welche Oszillatorer enthalten, vereinbar. Im Fernsprechapparat sind äußere Anschlüsse vorgesehen, an welche die beschriebenen Anschalteleitungen angeschlossen werden, über diese Anschalteleitungen werden die Oszillatoren im Fernsprechapparat angeschaltet und deren Signal auf die TeIefönleitung gegeben.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von akustischen Köpplern. Von dieser Möglichkeit wird Gebrauch gemacht, wenn ein tragbares Tastenfeldsendegerät vorhanden ist. In diesem Falle sind die Oszillatoren in das tragbare Sendegerät eingebaut und geeignete Steuerleitungen vorgesehen.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Einrichtungen können sowohl mit einem gebräuchlichen Tastwahlapparat, als auch mit tragbaren Sendegeräten mit akustischen Kopplern zusammenarbeiten.

Empfänger und Trennschaltung

Für das ABB-System kann ein Empfänger benutzt werden wie er auch für normale Datentelephone nach dem ABC-System verwendet wird, doch sind natürlich keine C-Empfanger vorgesehen. Normalerweise wiest die betreffende Einrichtung 12 Relaiskontakte auf, je vier für die A-, B- und C-Töne. In der Praxis sind meist noch drei zusätzliche Relaiskontakte für die Ausgänge A-O₁ B-O und C-O vorgesehen. Diese Kontakte werden jedoch in; vorliegenden ABB-Sy β tem nicht gebraucht und können außer Betracht bleiben. Nach dem ABB-System

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werden die vier Α-Kontakte und die vier B-Kontakte mit einer Dekodierschaltung verbunden, welche die empfangenen Frequenzsignale dekodiert und/ abtrennt und Ausgangssignale an drei Gruppen von Ausgangsleitungen erzeugt, welche mit geeigneten nachfolgenden Einrichtungen' verbunden werden können.

Fig. 4 zeigt eine Dekodier- oder Trennschaltung, deren Arbeitsweise nun beschrieben werden soll. Ein Datenempfänger 8 weist je vier Empfangsschaltungen 47 bis 50 und 67 bis 70 für die A-Frequenzen und die B-Frequenzen auf. Beim Ansprechen betätigen die Empfangsschaltungen Kontakte 51 bis 54 für die Α-Frequenzen und 71 bis 74 für die B-Freqüenzen. über diese Kontakte erhält die jj Trennschaltung 9 über eine entsprechende Eingangsleitung 55 bis 58 und 75 bis 78 Spännuijg. "

Die Eingangsleitungen 55 bis 58, welche das Α-Signal empfangen, sind mit je einem Eingang von UND-Schaltungen 61 bis 64 verbunden. Im Ausgang dieser UND-Schaltungen wird die Α-Frequenz Al bis A4 erhalten, wenn die Leitung 65 die UND-Schaltungen durchschaltet. Die Leitung 65 ist mit dem Ausgang einer Verzögerungsschaltung verbunden und ein Signal auf der Leitung 65 zeigt zugleich an, daß ein gültiges ABB-Signal von der Trennschaltung 9 festgestellt worden war. Die Verzögerungsschaltung 66 hat den Zweck, das Anliegen der A und B-Signale für ein bestimmtes Zeitintervall zu gewähr- j leisten. Dieses Zeitintervall beträgt z. B. 55 Millisekunden, wodurch der Empfang eines vollen ABB-Signales ermöglicht und ein Sprachschutz erzielt wird. Der Eingang zur Verzögerungsschaltung 66 ist mit dem Ausgang einer UND-Schaltung 60 verbunden, deren beide Eingänge je mit dem Ausgang einer ODER-Schaltung 59 und 79 verbunden ist. Die Eingänge zur ODER-Schaltung 59 werden aus den A-Empfangsleitungen 55 bis 58 gebildet und die Eingänge zur ODER-Schaltung 79 aus den B-Empfangsleitungen 75 bis 78. Selbst wenn zwischen den beiden aufeinanderfolgenden B-Signalen ein signalloses Zeitintervall vorhanden ist, erzeugt im allgemeinen der Überhang des Ausgangssignals vom Empfänger 8 eine Kontinuität des B-Tones am Eingang der ODER-Schaltung 79.

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Den vier B-Eingangsleitungen 75 bis 78 ist je eine Kippschaltung 81 bis 84 zugeordnet. Beim Empfang eines ersten B-Tones wird die betreffende Kippschaltung umgeschaltet, wenn die der betreffenden Kippschaltung vorgeschaltete UND-Schaltung 85 bis 88 das Signal durchläßt. Die UND-Schaltungen 85 bis 88 werden von einem Signal auf der Leitung 99 vorbereitet, welche mit dem Ausgang einer UND-Schaltung 90 verbunden ist. Die UND-Schaltung 90 ist an vier Eingängen mit je einem Ausgang 111 bis 114 der Kippschaltungen 81 bis 84 verbunden. Eine der Kippschaltungen 81 bis 84 kann also nur umgeschaltet werden, wenn sich alle diese Kippschaltungen im "1"-Zustand befinden und somit die UND-Schaltung 90 durchschalten, wodurch über die Leitung 89 die UND-Schaltungen 85 bis 88 vorbereitet werden. Nach dem Umschalten einer der Kippschaltungen 81 bis 84 wird die UND-Schaltung abgeschaltet, da an einem ihrer vier Eingänge das Signal nunmehr verschwindet, wodurch auch die UND-Schaltungen 85 bis 88 abgeschaltet werden. Ein zweites B-Signal kann also eine der Kippschaltungen 81 bis 84 nicht mehr umschalten. Dieses zweite B-Signal erscheint über die Leitungen 105 bis 108 am Ausgang der Trennschaltung 9, nachdem es eine der UND-Schaltungen 95 bis 98 passiert hat. Die Ausgänge dieser UND-Schaltungen sind mit Bl-2, B2-2, B3-2 und B4-2 bezeichnet. Die Umschaltungen 95 bis 98 werden ebenfalls vom Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 66 vorbereitet.

Da sowohl die UND-Schaltungen 61 bis 64 für die Töne Al bis A4, als auch die UND-Schaltungen 91 bis 94, welche mit den ^"-Ausgängen der Kippschaltungen 81 bis 84 verbunden sind und die Töne Bl-I bis B4-1 durchschalten und die UND-Schaltungen 95 bis 98 für die Töne Bl-2 bis B4-2 von dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 66 über die Leitung 65 durchgeschaltet werden, können diese drei Gruppen von UND-Schaltungen am Ende der Verzögerungszeit drei Ausgangssignale für die ABB-Töne abgeben, die nacheinander auf den Leitungen 55 bis 58 und 75 bis 78 empfangen wurden.

Wenn das Signal am Ausgang der UND-Schaltung 60 verschwindet, erzeugt die Inverterschaltung 99 ein Signal, welches alle Kippschaltungen 81 bis 84 zurückstellt. Diese Kippschaltungen erzeugen so-

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dann alle ein Signal an ihrem "1" Ausgang auf den Leitungen 111 bis 114, wodurch die UND-Schaltung 90 durchgeschaltet wird und die Trennschaltung 9 wieder bereit ist für den Empfang eines ersten B-Tones.

Da die Inverterschaltung 99 mit dem Ausgang der UND-Schaltung verbunden ist, werden alle Kippschaltungen zurückgestellt, wenn entweder das Ausgangssignal der A-Ton ODER-Schaltung 59 oder das Ausgangssignal der B-Ton ODER-Schaltung 79 nicht mehr vorliegt. Wenn also das A oder B-Signal endet, wird die Trennschaltung zurückgestellt und die Verzögerungsschaltung 66 muß neu gestartet werden. Ein Α-Ton oder ein B-Ton muß also von der Empfängerschal- H tung 8 kontinuierlich geliefert werden, wenn die Trennschaltung ein entsprechendes Ausgangssignal abgeben soll. Auf diese Weise wird erzielt, daß Störsignale nicht so-leicht ein fehlerhaftes Ausgangssignal auf den Leitungen Al bis A4, Bl-I bis B4-1 und Bl-2 bis B4-2 erzeugen können.

Die in Fig. 5 gezeigte Trennschaltung gestattet die Trennung eines AABB-Signales. Zusätzlich zu der in Fig. 4 gezeigten Schaltung sind in Fig. 5 noch 4 Kippschaltungen 181 bis 184 mit 4 Eingangs-UND-Schaltungen 185 bis 188 vorgesehen, über diese UND-Schaltungen gelangen die Α-Signale auf den Leitungen 55 bis 58 zur Speicherung eines ersten Α-Tones an die Kippschaltungen 181 bis 184. Ähnlich wie in Fig. 4 ist auch ein von den "!"-Ausgängen der Kippschaltungen 181 bis 184 gesteuertes UND-Glied 190 vorgesehen, welches über die Leitung 189 die UND-Schaltungen 185 bis 188 vorbereitet, wenn alle Kippschaltungen 181 bis 184 vom Ausgangssignal des Inverters 99 zurückgestellt worden waren. Die Ausgangssignale Al-I, A2-1, A3.-1 und A'4-l werden am Ausgang von UND-Schaltungen 191 bis 194 abgenommen, deren erster Eingang mit den "O"-Aüsgängen der Kippschaltungen 181 bis 184 verbunden ist. Die UND-Schaltungen 191 bis 194 werden am Ende des Verzögerungsintervalles durch ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 66 über die Leitung 65 durchgeschaltet, ein Signal auf der Leitung 65 zeigt also an, daß beide A und B-Töne empfangen worden waren. Natürlich sind für das AABB-Syetem nun 16 Auegangsleitungen vorgesehen.

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Claims

Patentansprüche

v-

Datenübertragungseinrichtung mit einem Mehrfrequenz-Datensender, einem Mehrfrequenz-Datenempfänger und einer Trennschaltung zur Trennung der beiden, zur Übermittlung eines Zeichens verwendeten Frequenzpaare, worin jedes Frequenzpaar gebildet wird aus einer Frequenz aus einer ersten Gruppe und einer Frequenz aus einer zweiten Gruppe, gekennzeichnet durch eine Zeitgeberschaltung (25, Fig. 2, Fig. 3) zur Unterscheidung der beiden zeitlichen übertragungshälften eines Zeichens, welche einen Umschalter (26, 27, 28, Fig. 2; 26 bis 30, Fig. 3) betätigt, der Leitungen (38 bis 45) zur Einschaltung von Tonsendern (32, 33) umschaltet, wobei der Anschalte-Stromweg über Kontakte (14 bis 17) eines Tastenfeldes (10, 11, 12, 13, usw.) verläuft und durch an sich bekannte Tonempfänger (47 bis 50, 67 bis 70, Fig. 4) deren Ausgänge über logische Schaltungen (79, 59, 60) mit einer Verzögerungsschaltung (66) verbunden sind, welche aus dem Signal des ersten Frequenzpaares ein Signal (65) zur Weitergabe des zweiten Frequenzpaares erzeugt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (26 bis 30, Fig. 3) sowohl die Leitungen (38 bis 41) zur Einschaltung der Tonsender (Al bis A4) der ersten Frequenzgruppe (A), als auch die Leitungen (42 bis 45) zur Einschaltung der Tonsender (Bl bis B4) der zweiten Frequenzgruppe (B) umschaltet (AABB-System).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (26 bis 28, Fig. 2) nur die Leitungen (42 bis 45) zur Einschaltung der Tonsender (Bl bis B4) der zweiten Frequenzgruppe (B) umschaltet (ABB-System).
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (55bis 58, 75 bis 78, Fig, 5) aer uonempfanger (47 bis 50, 67 bis 70, Fig. 4) über Torsehaltungen (185 bis 188, 85 bis 88) mit Kippschaltungen (181 bis 184, 81 bis 84) zur Speicherung der Tonsignale des ersten Freguenspaar·· verbun-

BAD ORIGINAL

-Γ* den sind. Λ«3

Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß die Ausgänge (55 bis 58, 75 bis 78, Fig.' 5) der TOnempfanger einerseits über UND-Schaltungen (185 bis 188,85 bis 88) mit den Steli-Eingängen der Kippschaltungen (181 bis'184, 81 bis 84) und andererseits über eine gemeinsame ODER-Schaltung (59, 79) mit einem Eingang einer UND-Schaltung (60) verbunden sind, wobei die UND-Schaltungen (185 bis 188, 85 bis 88) durch das Ausgangssignal (189, 89) einer UND-Schaltung (190, 90) vorbereitet werden, die an ihren Eingängen mit den^rsten Ausgängen der Kippschaltungen (181 bis 184, 81 bis 84) verbunden (J ist, daß der-Ausgang der UND-Schaltung (60) einerseits mit dem Eingang der Verzögeruncfsschaltung (66) und andererseits mit dem Eingang einer Inverterschaltung (99) verbunden ist, deren Ausgangssignale die Kippschaltungen (181 bis 184, 81 bis 84) zurückstellt, und daß das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung (66) eine erste Gruppe von UND-Schaltungen (61 bis 64, 95 bis 98) und eine zweite Gruppe von UND-Schaltung (191 bis 194, 91 bis 94) vorbereitet, wobei die Eingänge der ersten Gruppe der UND-Schaltungen mit den Ausgängen (55 bis 58, 75 bis 78) der Tonempfänger und die Eingänge der zweiten Gruppe der UND-Schaltungen mit dem zweiten Ausgang der Kippschaltungen (181 bis 184, 81 bis 84) verbunden ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die Verwendung der Frequenzen 697 Hz., 770 Hz, 852 Hz., und 941 Hz., für die erste Frequenzgruppe (Al bis A4) und der Frequenzen 1209 Hz.-, 1336 Hz., 1477 Hz. und 1632 Hz. für die zweite Frequenzgruppe (Bl bis B4).

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