DE2308634A1

DE2308634A1 - Tonkodiertes rufsystem

Info

Publication number: DE2308634A1
Application number: DE19732308634
Authority: DE
Inventors: Amico Thomas Victor D; Nicholas Petrakos; Robert John Schwendeman
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-08-30
Also published as: JPS5241087B2; AR197803A1; JPS4898702A; DE2308634B2; DE2308634C3; CA978261A; AU442060B2; AU5215973A; US3731200A; GB1373748A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

München 71. ¹^ Februar 1973 Melchloretr. 42 Unser Zeichen: MO56P-947

Motorola, Inc. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois V.St.A.

Tonkodiertes Rufsystem

Die Erfindung betrifft ein tonkodiertes Rufsystem mit einem Sender zum Aussenden eines HF-Trägers, der mit bestimmten unterhörfrequenten Signalen moduliert ist, welche in Abhängigkeit von bestimmten, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignalen erzeugt werden, die dem Sender von einer entfernt gelegenen Station aus über einen Telefonkanal zugeführt werden, wobei dieser Telefonkanal eine wesentliche Dämpfung für die unterhörfrequenten Signale und im wesentlichen keine Dämpfung für die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale aufweist.

Bei tonkodierten Rufsystemen ist es häufig wünschenswert, HF-Trägerfrequenzsignale mit bestimmten unterhörfrequenten Signalen zu modulieren, um einen bestimmten Rufempfänger anwählen zu können. Diese unterhörfrequenten Signale wer-' den von einem Tonfrequenzgenerator im Bereich des Senders erzeugt und im Sender dem abgestrahlen HF-Träger aufmodu-

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liert. Es gibt jedoch Systeme, bei denen es wünschenswert ist, den Sender an einer Stelle zu betreiben, die von der der Bedienung des Senders zugeordneten Station entfernt gelegen ist. Für diesen Zweck werden der Sender und die entfernt gelegene Station über einen Telefonkanal Miteinander verbunden. Derartige Telefonkanäle können aus mehrdrähtigen Leitungen oder aus Mikrowellenleitungen bestehen. Die unterhörfrequenten Signale werden an der entfernt gelegenen Station erzeugt und über den Telefonkanal dem Sender zugeführt. Diese herkömmlichen Telefonkanäle dämpfen alle unterhörfrequenten Signale sehr stark, d.h. alle Signale, die unter etwa 300 Uz liegen. Das heißt, derartige standardisierte Telefonkanäle sind nicht geeignet, um unterhörfrequente Signale zu entfernt gelegenen Stationen zu übertragen. Daher müAten besondere Übertragungskanäle vorgesehen werden, die eine solche Dämpfung für unterhörfrequente Signale nicht aufweisen. Diese Kanäle sind entsprechend sehr teuer und verhältnismäßig schwierig in einem guten Übertragungszustand zu halten, in welchem sie unterhörf requente Signale gut übertragen.

Es ist auch bekannt, von einer eitfernt gelegenen Station aus zu dem Sender Gleichstromsignale au übertragen, um sendeseitig bestimmte unterhörfrequente Signale auszulösen. Wenn jedoch die Entfernung, über welche die Übertragung stattfinden muß, verhältnismäßig groß ist, ist die Übertragung von Gleichstromsignalen über Telefonkanäle nicht stetig möglich, so daß eine Gleichstromsignalisierun& unzweckmäßig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein tonkodiertes RuI system zu schaffen, bei dem unterhörfrequente Signale für die Übertragung Verwendung finden, wobei diese unterhörfrequent en Signale in Abhängigkeit von Signalen erzeugt werden, die von einer entfernt gelegenen Station aus übertragen wer-

- 2 - den

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den. Mit Hilfe dieses Rufsystens soll es Möglich sein, einen entfernt gelegenen Sender über eine Standardtelefonleitung ■it niedrigem Kostenaufwand und niedrige« Unterhaltungsaufwand betreiben zu können, wobei die starke Dämpfung des Telefonkanal es für unterhörfrequente Signale für die Übertragung des tonkodierten Rufes unschädlich ist.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten tonkodierten Rufsystem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kodierer für die Erzeugung der bestimmten, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale vorhanden ist, wobei diese Tonfrequenzsignale Harmonische der bestimmten unterhörfrequenten Signale sind, daß der Kodierer über den Telefonkanal mit dem Sender zur Übertragung der Tonfrequenzsignale verbunden ist, daß der Sender Schalteinrichtungen zur Erzeugung einer ersten Rechteckschwingung in Abhängigkeit von den empfangenen Tonfrequenzsignalen umfaßt, wobei die Rechteckschwingung dieselbe Frequenz wie die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale aufweist, daß mit den Schalteinrichtungen ein Frequenzteiler gekoppelt ist, der aus der ersten Rechteckschwingung durch Teilung eine zweite Rechteckschwingung mit der Frequenz der unterhörfrequenten Signale ableitet, und daß dem Frequenzteiler ein Tiefpaßfilter nachgeschaltet ist, über welches die Rechteckschwingung übertragen wird, um daraus die unterhörf requenten Signale abzuleiten.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Anprüchen.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einem tonkodierten Rufsystem verwirklicht, bei dem ein Sender zum Rufen bestimmter Rufempfänger einen mit einem bestimmten unterhörfrequenten Signal modulierten HF-Träger aussendet. Die im

30 98 35 /51-1 16 Hörbereich

Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale sind Harmonische der bestimmten unterhörfrequenten Signale und werden in einem Kodierer erzeugt, der in einer vom Sender entfernt gelegenen Station angeordnet ist. Die Tonfrequenzsignale werden dem Sender über einen herkömmlichen Telefonkanal zugeführt, wobei sendeseitig aus den übertragenen Tonfrequenzsignalen eine Rechteckschwingung abgeleitet wird, die dieselbe Frequenz wie die tonfrequenten Signale hat. Diese erste Rechteckschwingung wird in einem Binärfrequenzteiler im Verhältnis 1 : 8 geteilt und eine zweite Rechteckschwingung abgeleitet, die dieselbe Frequenz wie das gewünschte unterhörfrequente Signal aufweist. Der digitale Frequenzteiler erzeugt eine zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz über 125 Hz und überträgt diese an ein erstes Filter mit Tiefpaßeigenschaften, um alle Frequenzen zu dämpfen, die über 25O hZ liegen. Ferner wird vom digitalen Frequenzteiler die zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz unter 125 Hz an ein zweites Filter angelegt, das Tiefpaßeigenschaf ten derart aufweist, daß alle Signale über 125 Hz gedämpft werden. Durch die Übertragung der zweiten Rechteckschwingung über das erste und zweite Filter werden bestimmte unterhörfrequente Signale erzeugt, die dem Sender zur Modulation de« HF-Trägers zugeführt werden.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den sowohl einzeln als auch in -jeder beliebigen Kombination die Erfindung kennzeichnenden Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Tonkodierungssystems für unterhörfrequente Fernsteuerung gemäß der Erfindung;

- k - Fig. 2

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Fig. 2 ein teilweises schematisches Schaltbild der senderseitigen Anlage zur Erzeugung und zur Auswahl der gewünschten unterhorfrequenten Tonfrequenzsignale;

Fig. 3 die Schwingungsforaen einzelner Signale an bestimmten Punkten der Schaltung gemäß Fig. 2;

Fig. k weitere Schwingungsformen an bestimmten Punkten der Schaltung gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Kodierer 10 eine Vielzahl von Oszillatoren 11 zur Erzeugung von Tonfrequenzsignalen im Hörbereich. Diese Tonfrequenzsignale erstrecken sich über einen Bereich von etwa 300 Hz bis etwa 3000 Hz, wobei angenommen wird, daß die unterhorfrequenten Tonfrequenzsignale im Bereich zwischen 0 und 300 Hz liegen. Bei dem beschriebenen und bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen die unterhorfrequenten Signale in einem Bereich zwischen etwa 65 Hz und etwa 225 Hz. Die erzeugten, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale sind Harmonische der unterhorfrequenten Signale, welche zur Betätigung eines Rufempfängers Verwendung finden. In einem bevorzugten Fall sind zwei nacheinander empfangene unterhörfrequente Signale notwendig, um den Rufempfänger zu betätigen, so daß nacheinander von dem Kodierer 10 zwei im Hörbereich liegende Tonfrequenzsignale erzeugt werden müssen. Mit dem Kodierer 10 ist ein Schalter 12 verbunden, der als Rufschalter verwendet wird, um den Kodierer 10 für das Aussenden der gewünschten Tonfrequenzfolge einzuschalten. Die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale werden zu einer zum Kodierer räumlich entfernt gelegenen Station über einen herkömmlichen Telefunkanal l4 übertragen. Dieser Telefonkanal kann aus einer Zwei- oder Vierdrahtleitung oder auch

- 5 - aus

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aus einer Mikrowellenleitung bestehen. Wenn eine Vierdrahtleitung Verwendung findet, werden zwei Drähte dazu benutzt, um Gleichstromsignale der Außenstation zur Betätigung des Senders zuzuführen, wogegen die beiden weiteren Drähte zur Übertragung der Tonfrequenzsignale zur AuBenstation Verwendung finden. Venn jedoch nur eine Zweidrahtleitung vorhanden ist, werden die Tonfrequenzsignale im Hörbereich sowie die Gleichstromsignale gemeinsam über dieselbe Leitung übertragen, wobei die Übertragung der Gleichstromleistung nur sinnvoll ist, wenn die Außenstation nicht allzuweit vom Kodierer 10 entfernt ist. Bei der Verwendung einer Mikrowellenleitung werden zweckmäßiger Weise nur die Tonfrequenzsignale im Hörbereich übertragen. Diese herkömmlichen Telefonkanäle in Form einer Zweidrahtleitung, einer Vierdrahtleitung und einer Mikrowellenleitung übertragen die Tonfrequenzsignale im Hörbereich, d.h. in einem Frequenzbereich von etwa 200 Hz bis etwa 3000 Hz von einsr Stelle zur anderen ohne wesentliche Änderung der Dämpfung der Tonfrequenzsignale in diesem Bereich. Das heißt, daß alle Tonfrequenzsignale in diesem Hörbereich z.B. um 15 db während der Übertragung von der einen Station zur anderen Station gedämpft werden cuid \ile Tonfrequenzen dabei die gleiche Dämpfung erfahren. Eine charakteristische Eigenschaft eines herkömmlichen Telefonkanals ist die Tatsache, daß alle unterhörfrequenten Signale, d.h. alle Signale unter etwa 300 Hz stark und ungleichmäßig gedämpft werden, wenn sie von einer Station zur anderen übertragen werden, wobei die tieferen Frequenzen eine größere Dämpfung als die höheren Frequenzen im unterhörfrequenten Bereich erfahren. Man kann davon ausgehen, daß bei solchen Telefonkanälen grundsätzlich für Frequenzen unterhalb etwa 300 Hz eine Dämpfung in der Größenordnung von l8 db pro Oktav gegeben ist. Diese starke Dämpfung macht eine Übertragung von unterhörfrequenten Signalen über einen normalen Telefonkanal von einer Station zur anderen praktisch unmöglich.

3B-Z⁶ItIB in

Xn der entfernt gelegenen Station werden die vom Kodierer 10 über den Telefonkanal Ik übertragenen Gleichstromsignale und die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale an einen Gleichstromseparator l6 angelegt. Vom Gleichstromseparator l6 aus werden die in der Übertragung enthaltenen Gleichstromsignale an einen Sender 17 angekoppelt, um diesen in Betrieb zu setzen. Der Sender 17 erzeugt in Abhängigkeit von den angelegten Gleichstromsignalen ein HF-Signal, das über eine Antenne l8 abgestrahlt wird und von tragbaren Rufenpfanger η 19 *u empfangen ist.

Die ie Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale werden von Gleichstromseparator l6 aus an eine Verstärker- und bistabile Begrenzerstufe 22 angelegt. Diese Stufe 22 verstärkt die TonfrequenzsignaIe und leitet daraus Rechteckschwingungen ait derselben Frequenz wie die Tonfrequenzsignale ab. Wenn z.B. die vom Kodierer 10 erzeugten Tonfrequenzsignale eine Frequenz von 18OO Hz haben, so ist die Frequenz der von der Verstärker- und bistabilen Begrenzerstufe 22 erzeugten Rechteckschwingung ebenfalls von 18OO Hz. Die Rechteckschwingung wird von der Stufe 22 an einen Teiler 23 angelegt, der eine Teilung in Verhältnis 1 : 8 vornimmt, so daß eine Rechteckschwingung mit einer Frequenz von 225 Hz ableitbar ist. Diese Rechteckschwingung mit 225 Hz wird einer Gatterschaltung 24 zugeführt, die alle über 125 Hz liegenden Rechteckschwingungen ausscheidet und dem Filter 25 zuführt und ferner alle unterhalb 125 Hz liegenden Rechteckschwingungen ausscheidet und dem Filter 26 zuführt. Für das Filter 25 ist ein Tiefpaßfilter mit einem Dämpfungsverlauf vorgesehen, auf Grund dessen alle Signale mit über 250 Hz liegenden Frequenzen wesentlich gedämpft werden. Damit werden alle Harmonischen vom Filterausgangssignal entfernt, so daß diese kein

- 7 - niederfrequentes

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niederfrequentes An^^rechen weiterer Empfänger auf demselben Kanal verursachen und damit auch keine Intermodulationsprodukte auslösen. Das Entfernen aller Harmonischen von dem zweiten Rechtecksignal, das dem Filter 2 5 zugeführt wird, bewirkt auch, daß am Ausgang dieses Filters 25 eine Sinusschwingung auftritt, welche das gewünschte unterhörfrequente Signal darstellt.

Das Filter 26 ist ebenfalls als Tiefpaßfilter mit einer Dämpfungscharakteristik derart ausgebildet, daß es alle Signale mit Frequenzen über 125 Hz wesentlich dämpft. Damit werden alle Harmonischen der Grundfrequenz der Rechteckschwingung im Ausgangssignal des Filters 26 unterdrückt, welche wie z.B. die Harmonische mit der Frequenz 200 Hz eine unbeabsichtigte Betätigung eines falschen Rufempfängers auslösen könnte. Das Entfernen aller Harmonischen von der zweiten Rechteckschwingung, die an das Filter 26 angelegt wird, führt zu einem Signal am Ausgang des Filters 26 in einem Frequenzbereich zwischen 65 Hz und 125 Hz und entspricht somit dem gewünschten unterhörfrequenten Signal. Die sowohl vom Filter 25 als auch vom Filter 26 erzeugten unterhörf requenten Signale werden an eine automatische Verstärkungsregelung 27 angelegt. Diese Verstärkungsregelung kompensiert Filterschwankungen und bewirkt ein Ausgangssignal mit konstanter Amplitude für alle unterhörfrequenten Signale im Bereich von 65 Hz bis 225 Hz. Diese kompensierten unterhörf requenten Signale warden von der automatischen Verstär-» längsregelung 27 an den Sender 17 übertragen, in welchem sie zur Modulation des HF-Trägers Verwendung finden. Dieser modulierte HF-Träger wird über die Antenne l8 abgestrahlt und von dem gewünschten Rufempfanger 19 empfangen.

- 8 - Wenn

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Wenn die unterhörfrequenten Signale sich über einen Bereich erstrecken, der gegenüber dem erwähnten Bereich eingeschränkt ist, kann sowohl die Gatterschaltung 2.k als auch ein Filter, z.B. das Filter 26, eliminiert werden. Wenn so z.B. die unterhörirequenten Signale in einem Frequenzbereich von 125 bis 225 Hz liegen, kann die zweite,vom Teiler 23 erzeugte Rechteckschwingung direkt an ein Tiefpaßfilter, z.B. das Filter 25, angelegt werden. In diesem Fall werden alle Harmonischen der zweiten Rechteckschwingung vom Filter 25 entfernt, so daß eine Sinusschwingung am Ausgang des Filters 25 zur Verfugung steht, welche das gewünschte unterhörfrequente Signal darstellt.

In Fig. 2 ist die in der Sendestation angeordnete Schaltung detaillierter dargestellt. Die vom Kodierer ,10 über den Telelonkanal ;1 aus übertragenen Tonfrequenzsignale werden an die Klemmen 30 und 31 eines Transformators 32 angelegt. Dieser Transformator 32 stellt den Gleichstromseparator :6 gemäß Fig. 1 dar. Die Primärwicklungen 33 und ^k dieses Transformators sind über einen Kondensator 35 in Serie geschaltet. Dxe vom Kodierer 10 aus an den Transformator 32 angelegten Gleichstromsignale, welche für die Einschaltung des Senders übertragen werden, bauen sich am Kondensator 35 auf und werden zum Sender 17 übertragen, um diesen einzuschalten. Die vom Kodierer 10 an den Transformator 32 übertragenen Tonfrequenzsignale im Hörbereich werden von den Primärwicklungen 33 und 3^;i induktiv zur Sekundärwicklung 36 übertragen und an einem Potentiometer 37 wirksam. Die vom Potentiometer 37 abgegriffenen Signale werden einem Verstärker 38 in der Verstärkerund bistabilen Begrenzerstufe 22 zugeführt. Dieser Verstärker 38 verstärkt die Tonfrequenzsignale im Hörbereich um etwa 30 db und kompensiert damit die Dämpfung, die sich

- 9 - durch

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durch die Übertragung über den Telefonkanal W ergibt. Die verstärkten Tonfrequenzsignale werden vom Verstärker 38 einem Schmitt-Trigger 39 zugeführt. Dieser Schmitt-Trigger 39 besteht aus den Viderständen 40, 4l und 42 sowie den Verstärkern 43 und 44, die in ihrer funktioneilen Zuordnung dargestellt sind. Der Schmitt-Trigger 39 ändert seinen Schaltzustand mit jeder Vorzeichenänderung der angelegten Tonfrequenzsignale und erzeugt eine erste Rechteckechwingung, deren Frequenz gleich der Frequenz der angelegten Tonfrequenzsignale ist. Diese erste Rechteckschwingung wird von der Verstärker- und bistabilen Begrenzerstufe 22 aus an den Teiler 23 angelegt, der aus drei in Serie geschalteten bistabilen Multivibratoren oder Flip-Flops 46, 47 und 48 besteht. Jeder dieser Flip-Flops halbiert die Frequenz des jeweils angelegten Signals. Durch die Serienschaltung ergibt sich somit eine Unterteilung der ersten Rechteckschwingung um den Faktor 8, womit au der Ausgangsklemme 49 des Flip-Flops 48 die zweite Rechteckschwingung zur Verfügung steht, deren Frequenz 1/8 der Frequenz der ersten Rechteckschwingung ist. Der Flip-Flop 48 hat zwei Ausgangsklemmen 49 und 30. Die zweite Rechteckschwingung steht an der Klemme 49 zur Verfugung und hat die Form eines binären Signals, das zwischen zwei bestimmten Signalniveaus hin- und herschwingt. Das hochliegende Signalniveau wird als binäre 1 und das tiefliegende Signalniveau als binäre 0 bezeichnet. Eine zweite Rechteckschwingung steht auch an der Ausgangsklemme 50 zur Verfugung, wobei diese Rechteckschwingung der an der Klemme 49 amplitudenmäßig entspricht, jedoch um I80 phasenverschoben ist. Das heißt, wenn an der Klemme 49 der Zustand einer binären 1 anliegt, herrscht an der Klee«β 50 der Zustand einer binären 0. Die an der Kleauae 49 anliegeade Rechteckschwingung wird in Pig. 3 vom Kurvenzug a repräsentiert. Die an der Klemme 50 zur Verfügung stehende Rechteckschwingung wird vom Kurven-

- 10 - zug

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zug b repräsentiert. Jede Halbperiode der Rechteckschwingung gemäß Fig. 3* bzw. 3b entspricht näherungsweise einer Zeitdauer von 3 Millisekunden, wobei sich eine Frequenz tür diese Rechteckschwingungen von etwa 167 Hz ergibt. Auch die Kurvenzüge a und b gemäß Fig. k repräsentieren die Rechteckschwingungen an den Klemmen ks und 50» jedoch entspricht die Dauer einer Halbperiode dieser Schwingung näherungsweise etwa 5 Millisekunden. Daraus ergibt sich eine Frequenz für die Rechteckschwingung von etwa 100 Hz. Die Signale gemäß den Fig. 3a und 3b sowie 4a und 4b liegen somit innerhalb des Frequenzbereiches der gewünschten unterhörfrequenten Signale.

Die zweite an der Klemme kS zur Verfügung stehende Rechteckschwingung wird einem monostabilen Multivibrator 52 in der Gatterschaltung 2k für die Frequenzauswahl zugeführt. Die Vorderkante, d.h. die positiv ansteigende Flanke 55 der zweiten Rechteckschwingung bewirkt, daß der monostabile Multivibrator 52 wirksam wird und einen Rechteck-Taktimpuls 71 mit einer Dauer von k Millisekunden liefert. Dieser Rechteck-Taktimpuls 7 .! ist in den Fig. 3 und k jeweils durch den Kurvenzug c charakterisiert. Der monostabile Multivibrator 52 ist über einen Widerstand 53 und einen Kondensator 5k mit einem positiven Potential A+ an einer Klemme 51 verbunden und letztere bestimmen gleichzeitig die Periode des Taktimpulses 71. Ein Impuls von k Millisekunden Impulslänge entspricht der Halbperiode einer Schwingung von j 25 Hz. Die Impulslänge von k Millisekunden wurde gewählt, da sie etwa der Mittelfrequenz des Frequenzbereiches der unterhörfrequenten Signale entspricht. Außerdem wurde die Dauer von k Millisekunden als Periode des monostabilen Multivibrators 52 vorgesehen, da alle unter 125 Hz liegenden Signale eine zweite Harmonische umfassen, welche in den Bereich der höheren unterhörfrequen-

- 11 - ten

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ten Signale fällt, die für die Übertragung der Rufsignale Verwendung finden. Die zweite Harmonische muß von den über-. tragenen Signalen eliminiert werden, um zu verhindern, daß zufällig ein nicht gewünschter Rufempfänger anspricht.

Die Rechteck-Taktimpulse 71 vom monostabilen Multivibrator 52 werden an den Takteingang 56 des bistabilen Multivibrators 57 angelegt. Die zweite Rechteckschwingung an der Klemme 49 wird dem Eingang 58 des Multivibrators 57 zugeführt. wogegen die invertierte zweite Rechteckschwingung von der Klemme 50 aus an den Eingang 59 des Multivibrators 57 angelegt wird. Die in negativer Richtung verlaufenden Rückflanken 62 des Taktimpulses 71 steuern den Multivibrator und bewirken, daß die an den Klemmen 58 und 59 zu diesem Zeitpunkt anliegenden Signale über den Multivibrator 57 an die Ausgangsklemmen 60 und 6l übertragen werden. Die an diesen Klemmen 60 und 61 in Abhängigkeit von einem Taktimpuls 71 erzeugten Signale werden solange aufrecht erhalten, bis die negative Rückflanke 62 des nächsten vom monostabilen Multivibrator 52 aus angelegten Taktimpulses 71 zuläßt, daß die an den Eingängen 58 und 59 anliegenden Signale erneut abgetastet werden. Die an den Klemmen 60 und 6l des Multivibrators 57 wirksamen Signale werden an die Eingänge 63 und 6k nachgeschalteter NAND-Gatter 65 und 66 angelegt. Die zweiten Eingänge 67 und 68 dieser NAND-Gatter sind mit der Ausgangsklemme ^9 des Teilers 23 verbunden.

Die beiden NAND-Gatter 65 und 66 arbeiten derart, daß sie eine binäre 0 bzw. ein niederes Signalniveau an ihrem Ausgang abgeben, wenn die an die beiden Eingänge angelegten Signale einer binären 1 bzw. einem hohen Signalniveau entsprechen. Wenn beide Eingänge der NAND-Gatter Jeweils mit

- 12 - einer

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einer binären O beaufschlagt werden, erscheint am Ausgang eine binäre i, d.h. ebenfalls ein hohes Signalniveau. Die Wirkungsweise der Gatterschaltung 24 für die Frequenzauswahl ist derart, daß die zweiten Rechteckschwingungen mit einer Frequenz größer als 125 Hz an der Ausgangskiemme 70 des NAND-Gatters 66 und die zweiten Rechtecksctoringungen mit einer Frequenz kleiner als J25 Hz an der Ausgangsklenue 69 des NAND-Gatters 65 wiedergegeben werden.

Die Wirkungsweise der NAND-Gatter 65 und 66 in Abhängigkeit von denen in Fxg. 3^a» b und c dargestellten Signalen ergibt sich wie folgt. Am Ende des ersten Impulses mit einer Impulsdauer von 4 Millisekunden gemäß Fig. 3c entsteht eine binäre 0 am Ausgang 60 des Multivibrators 57· Diese binäre 0 entsteht in Abhängigkeit von dem niederen Signalniveau der zweiten Rechteckschwingung gemäß Fig. 3^a zu diesem Zeitpunkt und wird an den Eingang 63 des NAND-Gatters 65 angelegt. Am Ausgang 6l des Multivibrators 57 liegt eine binäre 1, da das von der Klemme 50 an die Klemme 59 übertragene Signal dem Signal an der Klemme ^;±9 zu diesem Zeitpunkt entgegengesetzt ist. Die binäre 1 wird dem Eingang 64 des NAND-Gatters 66 zugeführt. Diese Signalniveaus werden solange aufrecht erhalten, bis die negative Rückflanke 62 des nächsten Taktimpulses 71 mit 4 Millisekunden Impulsdauer den Multivibrator 57 erneut triggert. Vor dem Auftreten der negativen Rückflanke 62 des nächsten Taktimpulses 71 ändert sich das Signalniveau der von der Klemme i9 aus angelegten zweiten Rechteckschwingung und nimmt den Zustand einer binären 1 an. Da an beiden Eingängen des NAND-Gatters 66 zu diesem Zeitpunkt eine binäre 1 anliegt, tritt am Ausgang 70 des Gatters eine binäre 0, d.h. ein niederes Signalniveau auf. Vor dem Ende des nächsten Taktimpulses 71 ändert die zweite, von der Klemme 49

- 13 - aus

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aus angelegte Rechteckschwingung ihr Signalniveau und nimmt den Wert einer binären O an, wodurch am Ausgang 70 des NAND-Gatters eine Umschaltung auf eine binäre 1 erfolgt. Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 3 an Hand der Kurvenzüge a, b und c zu entnehmen ist, bewirkt jeder nachfolgende Taktimpuls 711 daß die Ausgänge 60 und 6l des Multivibrators 57 ihr Signalniveau beibehalten. Der Ausgang 70 des NAND-Gatters 66 schaltet damit zwischen einem hohen und einem niederen Signalniveau im selben Rhythmus hin und her, wie sich das Signalniveau der zweiten von der Klemme k<) au ο angelegten Rechteckschwingung ändert. Da die Eingangskienune 63 des NAND-Gatters 65 kontinuierlich auf einem niederen Signalniveau liegen bleibt, liegt auch der Ausgang dieses Gatters immer auf einem hohen Signalniveau und schaltet nicht zwischen dem Zustand einer binären 0 und einer binären 1 entsprechend dem Taktverhältnis der zweiten angelegten Rechteckschwingung um. In Fig. 3d ist das an der Klemme 69 des NAND-Gatters 65 in Abhängigkeit von der zweiten Rechteckschwingung mit einer Frequenz größer als 125 Hz erzeugte Signal dargestellt. Der Kurvenzug e gemäß Fig. 3 entspricht dem Ausgangssignal an der Klemme 70 des Nand-Gatters 66, welches sich in Abhängigkeit von der zweiten Rechteckschwingung ■it einer Frequenz größer als lZj Hz ausbildet.

Sollte sich an der Klemme 49 eine zweite Rechteckschwingung niederer Frequenz,z.B. von iOO Hz gemäß Fig. 4a, ausbilden, dann nimmt das an der Klemme 60 des Multivibrators 57 zum Taktzeitpunkt erzeugte Signal einen hohen Signalwert an, wogegen das an der Klemme 6l des Multivibrators 57 erzeugte Signal auf einem niederen Signalwert liegt. Jeder nachfolgende Taktimpuls hält die selben Signale an dem Ausgang des Multivibrators 57 aufrecht. Damit wird der Eingang 6k des

-Ik- NAND-

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NAND-Gatters 66 immer auf dem niederen Signalwert gehalten, was bedingt, daß der Ausgang 70 dieses NAND-Gatters kontinierlich auf einem hohen Signalwert gehalten wird. Der Eingang 63 des NAND-Gatters 65 wird jedoch auf einem hohen Signalwert gehalten, so daß der Ausgang 69 des NAND-Gatters 65 zwischen einem hohen und niederen Signalwert, d.h. zwischen einer binären 1 und einer binären 0 in Abhängigkeit von der zweiten Rechteckschwingung umgeschaltet wird, die deal Eingang 67 des NAND-Gatters 65 von der Klemme 49 aus zugeführt wird. Das am Ausgang 69 des NAND-Gatters 65 erzeugte Signal hat damit dieselbe Frequenz wie das am Ausgang 49 des Teilers 23 erzeugte Signal. Dieses Ausgangssignal des NAND-Gatters 65 ist in Fg. kd in Abhängigkeit von einer zweiten Rechteckschwingung mit einer Frequenz von weniger als 125 Hz dargestellt. Der Kurvenzug e gemäß Fig. k kennzeichnet das Ausgangssignal am Ausgang 70 des NAND-Gatters 66 in Abhängigkeit von der zweiten Rechteckschwingung mit einer Frequenz kleiner als 125 Hz.

Anstelle der NAND-Gatter 65 und 66 können auch UND-Gatter Verwendung finden. Wenn dies der Fall ist, besteht zwischen den erzeugten Ausgangssignalen eine Phasendrehung von 18O bei Signalen gemäß den Fig. 3e und kd. Anstelle der NAND-Gatter 65 und 66 können überdies logische Schaltungen beliebiger Art verwendet werden, wenn diese dieselben Funktionen erfüllen, die vorausgehend erläutert wurden.

Die zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz größer als 125 Hz wird vom Ausgang 70 des NAND-Gatters 66 dem Tiefpaßfilter 25 zugeführt. Dieses Tiefpaßfilter 25 umfaßt zwei in Serie geschaltete aktive Tiefpaßfilter mit Operationsverstärkern 72 und 73· Diese aktiven Filter bewirken eine we-

- 15 - sentliche

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sentliche Dämpfung für Signale mit Frequenzen größer als 25O Hz, Damit werden alle Harmonischen der zweiten Rechteckschwingung eliminiert und am Auegang 74 des Filters eine reine Sinusschwingung erzeugt, die dem gewünschten unterhörfrequenten
Signal entspricht.

Die zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz kleiner als 125 Hz wird vom Ausgang 69 des NAND-Gatters 65 dem Tiefpaßfilter 26 zugeführt, das aus einer Vielzahl in Serie geschalteter aktiver Tiefpaßfilter mit Operationsverstärker 75, 76, 77 und 78 besteht. Das Tiefpaßfilter 26 ist derart aufgebaut, daß es alle Signale mit Frequenzen größer als 125 Hz wesentlich dämpft. Damit werden alle Harmonischen der zweiten Rechteckschwingung beseitigt einschließlich der dritten Harmonischen, welche wenn sie unbeabsichtigt übertragen wird, einen nicht gewünschten Rufempfänger zum Ansprechen bringen könnte. Das Ti efpaßfilter 26 liefert an seinem Ausgang 79 eine reine Sinusschwingung mit der gewünschten Frequenz im unterhörfrequenten Bereich. Durch die Dämpfung werden a veh die Harmonischen im Hörbereich des Rufempfängers unterdrückt, die,wenn
dies nicht der Fall wäre, mit der Informationsübertragung
im Übertragungskanal interferieren könnten.

Die unterhörfrequenten Signale vom Filter 25 bzw. Filter 26, die an den Ausgängen 7^ bzw. 79 zur Verfügung stehen, werden der automatischen Verstärkungsregelung 81 zugeführt und auf
ein konstantes Niveau angehoben, um die verschiedenen Dämp- fungseinflüsse der Filter 25 und 26 zu kompensieren. Von
der automatischen Verstärkungsregelung 8l aus werden die
unterhörfrequenten Signale über ein Potentiometer 82 und
einen Transformator 83 an den Sender 17 angelegt. Im Sender 17 werden die unterhörfrequenten Signale im Modulator

- l6 - auf

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auf den HF-Träger aufmoduliert und zusammen mit diesem über die Antenne 18 zum Empfang durch den gewünschten Rufempfänger abgestrahlt.

Vorausstehend wurde ein Tonkodierungssystem beschrieben, das zum Rufen von Rufempfangern unterhörfrequente Signale aussendet und diese unterhorfrequenten Signale un Abhängigkeit von Tonfrequenzsignalen erzeugt, die von einer fern liegenden Station aus zugeführt werden. Damit ist es möglich, ein Tonrufsystem von einer entfernt gelegenen Außenstation aus über herkömmliche Telefonkanäle zu betreiben, womit sich die Ünterhaltskosten und die Wartung solcher Systeme erheblich verringern lassen.

- 1.7 - Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Tonkodiertes Rufsystem mit einem Sender zum Aussenden eines HF-Trägers, der mit bestimmten unterhörfrequenten Signalen moduliert ist, welche in Abhängigkeit von bestimmten, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignalen erzeugt werden, die dem Sender von einer entfernt gelegenen Station aus über einen Telefonkanal zugeführt werden, wobei dieser Telefonkanal eine wesentliche Dämpfung für die unterhörfrequenten Signale und im wesentlichen keine Dämpfung für die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kodierer (10) für die Erzeugung der bestimmten, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale vorhanden ist, wobei diese Tonfrequenzsignale Harmonisch· der bestimmten unterhörfrequenten Signale sind, daft der Kodierer über den Telefonkanal (1^) mit dem Sender (17) zur Übertragung der Tonfrequenzsignale verbunden ist, daß der Sender Schalteinrichtungen (22) zur Erzeugung einer ersten Rechteckschwingung in Abhängigkeit von dem empfangenen Tonfrequenzsignalen umfaßt, wobei die Rechteckschwingung dieselbe Frequenz wie die im Hörbereich liegenden Tonfrequenzeignale aufweist, daß mit den Sehalteinrichtungen ein Frequenzteiler (23) gekoppelt ist, der aus der ersten Rechteckschwingung durch Teilung eine zweite Rechteckschwingung mit der Frequenz der unterhörfrequenten Signale ableitet, und daft dom Frequenzteiler ein Tiefpaßfilter (25 bzw. 26)

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nachgeschaltet ist, über welches die Rechteckschwingung übertragen wird, um daraus die unterhörfrequenten Signale abzuleiten.

2. Tonkodiertes Rufsystem nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzei chnet, daß sich die unterhörfrequenten Signale über einen Bereich von etwa 65 Hz bis etwa 225 Hz erstrecken, und daß die ie Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale in eines Frequenzbereich von etwa 3OO Hz bis etwa 3000 Hz liegen.

3. Tonkodiertes Rufsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter Signale wesentlich dämpft, die frequenzmäßig über den unterhörfrequenten Signalen liegen.

k. Tonkodiertes Rufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler eine digitale Teilerschaltung aufweist, die in Abhängigkeit von der angelegten ersten Rechteckschwingung wirksam ist, um die zweite Rechteckschwingung durch ein festes Teilungsverhältnis aus der ersten Rechteckschwingung abzuleiten.

5. Tonkodiertes Rufsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (22) ein an den Telefonkanal angeschlossenes Koppelglied umfassen, welchem ein Verstärker nachgeschaltet ist, am die empfangenen, im Hörbereich liegenden Tonfrequenzsignale zu verstärken und einer bistabilen Begrenzerstufe zuzuführen, die durch Begrenzung daraus die erste Rechteckschwingung ableitet.

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Tonkodiertee Rufsyste« nach einem oder Mehreren der Ansprüche 1 bis 5 < dadurch gekennzeichne t, daß der digitale Frequenzteiler (23) über eine Gatterschaltung zur Frequenzauewahl (24) mit dem Filter gekoppelt ist, daß die Gatterschaltung an einem ersten Ausgang die zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz über der Frequenz eines bestimmten unterhörfrequenten Signals und an einem zweiten Ausgang die zweite Rechteckschwingung mit einer Frequenz unter der Frequenz des bestimmten unterhörfrequenten Signals liefert, daß das Filter ein erstes mit dem ersten Ausgang der Gatterschaltung gekoppeltes Tiefpaßfilter und ein zweites mit dem zweiten Ausgang der Gatterschaltung gekoppeltes Tiefpaßfilter umfaßt, um aus den angelegten Rechteckschwingungen ein bestimmtes unterhörfrequentes Tonsignal abzuleiten.

Tonkodiertes Rufsystem nach Anspruch 6, dadurch g e -kennzei chne t, daß die zweite Rechteckschwingung eine binäre Impulsschwingung ist, daß die Gatterschaltung einen mit dem Frequenzteiler gekoppelten Taktgeber umfaßt, der auf die zweite Rechteckschwingung anspricht und einen Taktimpuls ableitet, daß mit dem Frequenzteiler und dem Taktgeber eine Abtasteinrichtung gekoppelt ist, welche in Abhängigkeit von den Taktimpulsen das Signalniveau der zweiten Rechteckschwingung abtastet und den Zustand der Rechteckschwingung kennzeichnende Signale liefert, daß mit der Abtasteinrichtung und dem Frequenzteiler Einrichtungen gekoppelt sind, die in Abhängigkeit von einer bestimmten Kombination der abgetasteten Signale und der angelegten zweiten Rechteckschwingung diese zweite Rechteckschwingung dem ersten oder zweiten Ausgang der Gatterschaltung für die Frequenzauswahl zuführen.

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8. Tonkodiertes Rufsyste« nach einen oder Mehreren der Ansprüche 5 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung aus eine« Transformator besteht ,und daß die bistabile Begrenzerstufe als Schmitt-Trigger ausgebildet ist.

9. Tonkodiertee Rufsystee nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzteiler ein Teilungsverhältnis von 1:8 aufweist.

10. Tonkodiertes Rufsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9· dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Tiefpaßfilter aus einer Vielzahl in Serie geschalteter Operationsverstärker besteht, und daß die bestimmte Frequenz etwa 125 Hz ist.

11. Tonkodiertes Rufsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender einen Modulator zur Modulation des HF-Trägers mit den unterhorfrequenten Signalen umfaßt und daß ferner der Modulator mit dem ersten und zweiten Tiefpaßfilter über eine automatische Verstärkungsstufe gekoppelt ist, die die unterhorfrequenten Signale im wesentlichen auf einer konstanten Amplitude hält.

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