DE2135457B2 - Schaltungsanordnung zur aussendung und zum empfang von frequenzmodulierten telegrafiesignalen - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Aussendung und zum Empfang von modulierten Telegrafiezeichen aufzuzeigen, die keine Sende- und Empfangsfilter benötigt und das Übersprechen des Senders bei der Umtastung des Oszillators auf den in der gleichen Station befindlichen Empfänger verhindert. Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß der Sendeoszillator in an sich bekannter Weise von einer Sendefrequenz auf die andere Sendefrequenz umschalt bar ist. daß alle Schwingungsenergie aufnehmenden Bestandteile des Schwingkreises im Schwingkreis vorhanden bleiben, daß im Empfänger vo" dem Frequenzdiskriminator ein Sperrfilter angeordnet ist. das auf di^ Sendefrequenz abgestimmt ist. und daß mit der Umschaltung des Sendeoszillators auf die andere Sendefrequenz gleichzeitig das Sperrfilter auf die andere Sendefrequenz umgeschaltet wird.

Die Schaltungsanordnung benötigt keine Sende- und Empfangsfilter. im Empfänger ist lediglich ein Sperrfilter angeordnet, das als Serienschwingkreis ausgeführt und auf die Sendefrequenz abgestimmt ist. Bei der Umschaltung des Sendeoszillators anf die andere Sendefrequenz wird der Serienschwingkreis ebenfalls auf die andere Sendefrequenz umgeschaltet. Wenn der Sender nicht getastet wird, tritt ein Übersprechen auf. das von der Größenordnung der Sendespannung und der Güte des Schwingkreises bestimmt ist. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt einen geringen Aufwand. Anstelle der Sende- und Empfangsfilter ist ein einfacher Sperrkreis im Empfänger vorgesehen. Durch den gleichartigen Aufbau des Oszillatorschwingkreises und des Sperrkreises im Empfänger auf einer gemeinsamen Aufbauplatte kann die Frequenzdrift zwischen den beiden Baustufen besonders klein gehalten werden. Die Schaltungsanordnung ermöglicht einen spulenfreien Aufbau in einer integrierten Schaltkreistechnik. Durch den geringen Aufwand läßt sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besonders vorteilhaft als Teilnehmeranschlußschaltung verwenden. Der Einsatz erfolgt dann zwisehen dem Teilnehmer und dem Vermittlungsamt, wobei die eine Übertragungseinrichtung vom Teilnehmer zum Amt und die andere Übertragungsrichtung vom Amt zum Teilnehmer führt. Die Verwendung als Teilnehmer-Wechselstromtelegrafiesystem erfolgt anstelle des bisher verwendeten Gleichspannungstelegrafiesystemes mit hohem Pegel. Damit werden die Nachteile der Gleichstromanschlußtechnik mit hohem Pegel vermieden, die darin bestehen, daß nur eine niedrige Übertragungsgeschwindigkeit wegen des Übersprechens möglich ist, daß eine Übertragung über verriegelte Leitungen, das sind Leitungen in die Übertrager eingeschaltet sind, nicht durchführbar ist, und daß bei einem Kurzschluß mehrerer nebeneinander liegender Kabel hohe Spannungen auftre'.en können, gegen die kein Berührungsschutz in den Teilnehmerstationen vorhanden ist.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ermöglicht die Übertragung der Nachrichten mit höchsten Geschwindigkeiten bei geringem Übersprechen, da eine Wechselspannung mit niedriger Amplitude, etwa 1 V, verwendet wird. Es ist ein Berührungsschutz gegeben und die Übertragung über verriegelte Leitungen möglich. Die Schaltung eignet sich als Teilnehmeranschlußschaltung im Telexnetz. f>5

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig.! zeigt das Pnnzipschaltbild einer Teilnehmer-Station mit Sender und Empfänger.

F1 g. 2 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Teilnehmerstauon gemäü der Erfindung.

In F i g. 1 ist das Prinzip der Erfindung anhand eines Blockschaltbildes dargestellt Der Sender erhält am Eingang E die Telegrafiezeichen, die abhängig vom Strom- oder Spannungszustand den Oszillator OS zwischen den beiden Sendefrequenzen f\ und /"2 umsteuern. Die vom Oszillator abgegebene Sendefrequenz gelangt über den Verstärker Vi und den Leitungsübertrager Tr auf die Übertragungsleitung L Ein Sendefilter ist nicht vorgesehen.

Bei der Übertragung von Telegrafiezeichen in der Hinrichtung wird in der Gegenrichtung lediglich eine der beiden Sendefrequenzen /3 oder f4 der Gegenstation als Dauerton übertragen. Bei der Nachrichtenübertragung in der Gegenrichtung sendet der eigene Sender eine der beiden Sendefrequenzen /1 oder f2 als Dauerton aus und die Gegenstation tastet zwischen den beiden Frequenzen /3 und f4 um. Das Empfangssignal gelangt über den Verstärker V2 und einem einfachen Sperrfilter SF an den Frequenzdiskrimina tor FD. der das empfangene Signal in der Frequenz bewertet und in ein Gleichspannungssignal umwandelt, das nach dem Tiefpaß 7V und einer Abtastschaltung 45 am Ausgang A in Form von Telegrafiezeichen zu^r Verfugung steht. Ein Empfangsfilter ist nicht vorhanden. Bei der Umtastung im Oszillator OS des Senders wird ein frequenzbestimmendes Element im Schwingkreis umgeschaltet. In Fig. I ist diese Umschaltung zwischen den beiden Sendefrequenzen f\ und /2 symbolisch durch den Umschaltkontakt k 1 dargestellt, der je nach seiner Lage eine größere oder kleinere Induktivität in den Schwingkreis einschaltet. Das Sperrfilter im Empfänger ist mit seiner Resonanzfrequenz auf die Sendefrequenz abgestimmt. Es ist daher notwendig, bei einer Umschaltung der Sendefrequenz auch die Resonanzfrequenz des Sperrfilters SF auf diese Frequenz umzuschalten. Dies ist durch den Kontakt k 2 symbolisch angedeutet, mit dem je nach seiner Lage das Sperrfilter auf die gerade ausgesendete Sendefrequenz abgestimmt ist. Die zwischen den beiden Kontakten k 1 und k 2 eingezeichnete strichlierte Verbindungslinie soll anzeigen, daß die Telegrafiesignale am Eingang beide Kontakte (k\ und k 2) gleichzeitig umsteuern. Durch das Sperrfilter wird die Sendefrequenz vom Eingang des Frequenzdiskriminators abgehalten, so daß kein Übersprechen erfolgt bzw. vernachlässigt werden kann. Die Umschaltung des Schwingkreises im Oszillator OS und im Sperrfilter SF erfolgt so, daß alle Schwingkreis aufnehmenden Bauteile im Schwingkreis vorhanden bleiben. Es wird jeweils nur eine Teilinduktivität oder die gesamte Induktivität eingeschaltet. Die nicht eingeschaltete Teilinduktivität wird nicht kurzgeschlossen, sondern lediglich abgetrennt, so daß die im Magnetfeld der Spule enthaltene Energie beim Umschalten erhalten bleibt. Bedingt durch die Umschaltung des Sperrfilters SF bleibt die Verteilung der Schwingkreisenergie konstant, so daß ein kurzer Einschwingvorgang zurückbleibt, der sich jedoch nur geringfügig auf die Verzerrung des Empfangssignals und auf das Übersprechen auswirkt.

Fig.2 zeigt eine vorteilhafte Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die als Teilnehmeransch'.ußschaltung Verwendung findet. Der Verbindungsaufbau und -abbau erfolgt mit Hilfe eines an sich bekannten Fernschaltgerätes, das die Eingangsklemmen des

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Senders beeinflußt und die am Ausgang des Empfängers auftretenden Empfangssignale überwacht und davon abhängig die Steuervorgänge für den Auf- und Abbau der Übertragungsverbindung durchführt. Sobald der von der rufenden Station ausgesendete Dauerton vom gerufenen Teilnehmer zurückgesendet wird, ist die Verbindung aufgebaut und das Fernschaltgerät gibt die Nachrichtenübertragung frei. Es werden dann in der gewünschten Richtung Nachrichten übertragen.

Die zu übertragenden Telegrafiezeichen werden beispielsweise von einer Fernschreibmaschine geliefert und liegen nach einem Umsetzer, in dem die Schritte regeneriert werden, an der Eingangsklemme E an, wo sie über den Widerstand R 1 den Differenzverstärker mit den Transistoren Ti und T2 steuern. Die binären Schritte werden mit einer Spannungsschwelle, die mit den Widerständen RA und R 5 aus der Betriebsspannung gebildet wird und ungefähr in der Mitte der binären Schritte liegt, verglichen. Die Stromversorgung der beiden Verstärker Ti und 7" 2 erfolgt über die Widerstände R3, R6, R7, RS, R9 und R 10. Bei einem positiven Eingangssignal an der Klemme £, das die Vergleichsspannung unterschreitet, wird der Transistor 7"1 leitend gesteuert und der Transistor 72 gesperrt. Der leitende Transistor 7"I ändert das Spannungsverhältnis an den Widerständen R6, R9 und R 10 so, daß die Basiselektrode des Transistors TZ positiv wird und damit der Transistor 7"3 in den leitenden Zustand gelangt Der Transistor 7"4 wird vom Transistor 7"2 im gesperrten Zustand gehalten. Beim Überschreiten des am Transistor TTL eingestellten Sciiwellwertes werden die Transistoren T2 und T4 in den leitenden Zustand und die Transistoren Ti und TZ in den gesperrten Zustand gesteuert Die beiden Transistoren 7~3 und 7~4 bestimmen abhängig von ihrem leitenden Zustand, ob nur die eine Teilinduktivität L1 oder die gesamte Induktivität die aus den Teilinduktivitäten L 1 und LI besteht im Schwingkreis des Oszillators eingeschaltet ist Im leitenden Zustand des Transistors 7"3 ist die Teilinduktivität L 1 über den Widerstand R 11 und den Transistor TZ parallel zur Kapazität Cl des Schwingkreises eingeschaltet Der Oszillator schwingt mit der höheren Sendefrequenz, die über die Widerstände R 13 und R 14 an eine Emitterfolgerschaltung (Tl) gelangt. Am Ausgangswiderstand R 15 entsteht die Sendespannung, die über den Widerstand R16 und den Leitungstransformator Tran der Übertragungsleitung L anliegt Die Teilinduktivität Ll ist zwar nicht in den Schwingkreis eingeschaltet ihre Energie ist jedoch im Magnetfeld, das für die beiden Teilinduktivitäten L 2 und L1 gleich ist vorhanden. Mit Hilfe des Differenzverstärkers mit den Transistoren T5 und T6, dem Widerstand R 12 und den Rückkopplungswicklungen wird der an sich bekannte Oszillator gebildet der phasenkoharent umgetastet wird, d. h. bei der Umschaltang von einer Sendefrequenz auf die andere entsteht im Ausgangssignal kein Amplituden- und Phasensprunt,.

Im leitenden Zustand des Transistors TI ist der Transistor 7"3 gesperrt Somit liegt über den ebenfalls leitenden Transistor 7*4 die gesamte Induktivität (Li + L 2^ parallel zum Kondensator Cl. Der Oszillator gibt die niedrigere Sendefrequenz ab. Die Transistoren Fl und 7*2 steuern nicht nur den Schwingkreis des SendeoszfllatoTS sondern auch die Resonanzfrequenz des Sperrfilters im Empfänger. Das Sperrfilter im Empfänger ist als Serienschwingkreis mit dem Kondensator C2 und den Teflindnktivitäten L3 und LA ausgeführt Das Sperrfilter ist im Empfangsweg anstelle des Empfangsfilters eingeschaltet und hat die Aufgabe die Übersprechspannung so klein zu halten, daß am Frequenzdiskriminator ein ausreichend großes Verhältnis zwischen dem Nutzsignal und dem Störsignal besteht. Die Umschaltung der Resonanzfrequenz erfolgt über die Transistoren T9 und 7" 10, die von den Transistoren TX und Tl gesteuert werden. Im leitenden Zustand des Transistors 71 ist der Transistor 7" 10 über den Widerstand R 20 ebenfalls in den leitenden Zustand gesteuert, so daß der Schwingkreis aus dem Kondensator C2 und der Teilinduktivität LZ besteht. Die Resonanzfrequenz entspricht der Oszillatorfrequenz des Senders. Bei der Umschaltung der Oszillatorfrequenz des Senders wird auch die Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises im Empfänger auf die andere Sendefrequenz umgeschaltet. Es ist dann der Transistor Γ2 leitend, der dann über den Widerstand /?19 den Transistor 7"9 in den leitenden Zustand steuert. In diesem Zustand besteht der Schwingkreis aus den Elementen C2, LZ und L4, und ist auf die vom Oszillator gerade abgegebene Frequenz abgestimmt.

Das Empfangssignal gelangt von der Gegenstation über die Übertragungsleitung L an den Leitungstransformator Tr und über die Emitterfolgerschaltung mit dem Transistor TS an das Sperrfilter, das nur die eigene Sendefrequenz bedampft. Die am Widerstand R17 auftretende Empfangsspannung wird über den Widerstand R 18 und eine weitere Emitterfolgerschaltung, die aus dem Transistor 711 besteht, hochohmig ausgekoppelt und steht am V/iderstand RH zur Auswertung bereit. Über die Klemme A 1 wird die Empfangsspannung dem Frequenzdiskriminator zugeführt, der das binäre Datensignal 2urückbildet.

Die Wahl der beiden Sendefrequenzen für jede Übertragungsrichtung ist im wesentlichen durch das statische Übersprechen und die Forderung bestimmt, daß nur ein Schwingkreis als Sperrfilter für die eigene Sendefrequenz verwendet wird. Das statische Übersprechen wird durch die Spulengiite des Schwingkreises bestimmt die bei einer gegebenen Spule proportional mit der Frequenz ansteigt Das Nutzsignal auf der Leitung wird gedämpft wobei mit steigender Frequenz die Leitungsdämpfung zunimmt Das Übersprechsignal wird mit der Güte des Schwingkreises im Empfänger gedämpft. Die günstigste Frequenzlage für die Sendefrequenz ist nun die, bei der der Abstand zwischen der Dämpfung durch den Schwingkreis und der Leitungsdämpfung am größten ist. Dies entspricht dann dem günstigsten Verhältnis zwischen Nutzsignal und Störsignal. Ein größerer Absitand zwischen den Sendefrequenzen der beiden Sender bedingt daß der Übertragungskanal in der hohen Frequenzlage eine höhere Übertragungsdämpfung als der Übertragungskanal in der niederen Frequenzlage aufweist Diese Tatsache ergibt daß zwar in der Station mit der hohen Sende- und der niedrigen Empfangsfrequenz das Sperrfilter in Form des Serienschwingkreises ausreichend ist, daß jedoch in der Gegenstation die Dämpfung durch das Sperrfilter zu gering ist Es wird daher die Dämpfung des Störsignab im Empfänger erhöht Dies erfolgt mit Hilfe eines Parallelschwingkreises, der auf die Empfangsfrequenz abgestimmt und stark bedämpft ist Der Parallelschwingkreis wirkt wie ein Bandpaß, der die Sendefrequenz der Gegenstation durchläßt und die weiter außen liegende Störfrequenz, die in Form der eigenen Sendefrequenz auftritt, noch zusätzlich dämpft. Damit wird wieder ein günstiges Verhältnis zwischen Nutzsignal und Störsignal erreicht

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η Fig. 2 ist die zusätzliche Stufe für eine stärkere iämpfung des eigenen Sendesignals eingetragen. Das nal wird für den beschriebenen Fall nicht an der :mme A 1 abgenommen, sondern über den Widerrid R 22 dem Parallelschwingkreis /. 5. Ci zugeführt, auf die Empfangsfrequenz abgestimmt ist. Das wach gedämpfte Empfangssignal entsteht nach der itterfolgerschaliung mit dem Transistor 7Ί2 am derstand R 23 und wird über die Klemme A 2 dem :quenzdiskriminator zugeführt. Ks ergeben sich zu ei Stationen mit unterschiedlichem Aufwand. Dabei ist zweckmäßig, die Station mit dem geringeren Aufwa beim Teilnehmer und die Station mit dem größer Aufwand im Vermittlungsamt anzuordnen. Dies bed( tet, daß in der Übertragungsrichtung vom Teilnehn zum Vermittlungsamt in der hohen Frequenzlage und der Übertragungsrichtung vom Amt zum Teilnehmer der tieferen Frequenzlage die Daten übertrag werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Aussendung und /um Errpfang von frequenzmodulierten Telegrafiesignalen über eine Zweidrahtverbindungsleitung im Halbduplexbetrieb mit frequenzmäßig getrennten Übertragungskanälen für jede Übertragungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeoszillator in an sich bekannter Weise von einer Sendefrequenz auf die andere Sendefrequenz so umschaltbar ist. daß alle Schwingungsenergie aufnehmenden Bestandteile des Schwingkreises im Schwingkreis vorhanden bleiben, daß im Empfänger vor dem Frequenzdiskriminator ein Sperrfilter angeordnet ist, das auf die Sendefrequenz abgestimmt ist, und daß mit der Umschaltung des Sendeoszillators auf die andere Sendefrequenz gleichzeitig das Sperrfilter auf die andere Sendefrequenz umgeschaltet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Sperrfilters so erfolgt, daß alle Schwingenergie aufnehmenden Bestandteile im Sperrfilter vorhanden bleiben.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrfilter ein Serienschwmgkreis (C2. L3. LA) angeordnet ist. daß bei der einen Sendefrequenz beide Teilinduktivitäten (1.3, LA) in Serie im Schwingkreis eingeschaltet sind und daß bei der anderen Sendefrequenz nur eine Teilinduktivität (L 3) in den Schwingkreis eingeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Arspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Telegrafiesigna! einen Differenzverstärker (Ti, T2) steuert, der bei einer positiven Differenz einen ersten Transistor (T3) im Sender, der im Oszillatorschwingkreis ein erstes frequenzbestimmendes Bauteil (L I) einschaltet, und einen ersten Transistor (T JO) im Empfänger, der ein erstes frequenzbestimmendes Bauteil (L 3) in das Sperrfilter einschaltet, leitend steuert und daß bei einer negativen Differenz der Differenzverstärker (Tl, T2) die beiden ersten Transistoren (T3. TiO) im Sender und Empfänger sperrt und einen zweiten Transistor (TA) im Sender, der ein zweites frequenzbestimmendes Bauteil (LX + Ll) in den Oszillatorschwingkreis einschaltet, und einen zweiten Transistor /T9) im Empfänger, der ein zweites frequenzbestimmendes Bauteil (L 3 + L A) in das Sperrfilter einschaltet, leitend steuert. so

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger vor dem Sperrfilter und nach dem Sperrfilter eine Emitterfolgerschaltung (T8, TiI) angeordnet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sperrfilter ein weiterer Schwingkreis nachgeschaltet ist. der die Empfangsfrequenz durchläßt und die eigene Sendefrequenz bedämpft.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Schwingkreis ein Parallelschwingkreis (C3, L 5) angeordnet ist und daß vor und nach dem Parallelschwingkreis eine Emitterfolgerschaltung (TU. T12) anliegt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Aussendung und zum Empfang von frequenz modulierten Telegrafiesignalen über eine Zwei-Drahtverbindungsleitung im Halbduplexbetrieb mit frequenzmäßig getrennten Übertragungskanälen für jede Übertragungsrichtung.

Für die Übertragung von Telegrafienachrichten ist es bekannt. Wechselstromtelegrafiesysteme einzusetzen. Dabei werden zwei Kanäle gebildet, die frequenzmäßig getrennt sind, von denen einer für die Hinrichtung und einer für die Rückrichtung bestimmt ist. In jeder Station befindet sich ein Sender für die Hinrichtung und ein Empfänger für die Rückrichtung. Der Oszillator des Senders erzeugt eine Wechselspannung mit einer bestimmten Frequenz. Diese Sendefrequenz ist einem der beiden Zustände der Telegrafieschntte, nämlich Zeichenstromzustand oder Trennstromzustand, zugeordnet. Soll ein Telegrafieschritt mit dem anderen Zustand übertragen werden, so wird die Sendefrequenz umgeschaltet. Über ein Sendebandfilter gelangt das Sendesignal auf die Übertragungsleitung.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von frequenzmodulierten Telegrafiesignalen bekannt, bei der im Oszillator durch Änderung der Induktivität oder Kapazität die Resonanzfrequenz des Schwingkreises geändert wird. Die Umschaltung von einer Sendefrequenz auf die andere wird so vorgenommen, daß alle Schwingungsenergie aufnehmenden Bestandteile des Schwingkreises (Induktivität oder Kapazität) im Schwingkreis vorhanden bleiben (DT-PS 10 24 554). An die Übertragungsleitung ist in jeder Station noch der Empfänger angeschlossen, der am Eingang ein Empfangsbandfilter aufweist, das das Übersprechen der benachbarten Wechselstromtelegrafiekanäle verhindert und die Sendefrequenzen des eigenen Senders abtrennt. Dem Empfangsfilter ist ein Begrenzer nachgeschaltet, dessen Ausgangssignal im Frequenzdiskriminator demoduliert wird und nach Regenerierung und Abtastung als Fernschreibzeichen beispielsweise einer Fernschreibmaschine zum Abdruck zugeführt wird. Das bekannte Wechselstromtelegrafiesystem erlaubt einen Vollduplexbetrieb über eine Zwei-Drahtleitung, d. h. daß gleichzeitig sowohl in der Hinrichtung als auch in der Rückrichtung Telegrafiezeichen übertragen werden.

Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen nur ein Halbduplexbetrieb über das Telegrafiesystem erfolgt, d.h. es werden abwechselnd jeweils nur in einer Übertragungsrichtung Telegrafiezeichen übertragen. Dabei steht meist ein großer Frequenzbereich zur Verfugung, so daß die Mittenfrequenz der beiden Übertragungskanäle entsprechend weit auseinander gelegt werden kann. Für derartige Anwendungsfälle ist der im bekannten Wechselstromtelegrafiesystem vorgesehene Abstand viel zu groß. So können beispielsweise die aufwendigen Sende- und Empfangsfilter entfallen, die bei der Realisierung eines Wechselstromtelegrafiekanales in digitaler Technik und beim Aufbau in einer integrierten Schaltkreistechnik wegen der Vielzahl der verwendeten Spulen und Kondensatoren große Schwierigkeiten bereiten. Da im Halbduplexbetrieb jedoch über den zur Nachrichtenübertragung nicht benutzten Kanal eine der beiden Sendefrequenzen als Dauerton ausgesendet wird, der vom Empfänger der Gegenstation empfangen und überwacht wird, ist es erforderlich, daß die vom Sender für die Übertragung der Telegrafieschritte ausgesendeten Frequenzen vom eigenen Empfänger ferngehalten werden.