DE2350877A1

DE2350877A1 - Vorrichtung zur unterdrueckung einer steuerfrequenz in einem multiplexuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2350877A1
Application number: DE19732350877
Authority: DE
Inventors: Robert Bonneton; Georges Duval; Christian Poinas
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1974-04-25
Also published as: US3949173A; DE2350877C2; FR2203576A5

Description

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JS/F/C/ROH ! Λ OfCT.

ÖOMPAGEFIE IHDUSTRIELIE DES TElEGQlfflSOTTXCATXONS ΟΙΪ-ΑΚΑΪΕΙ 12, rue de la Baume, 75008 PABIS (Frankreich)

TOBBIGHTTOTG ZUR IMTEBDBUCMFc- EIHER

Hr EIEEM MDI/DIPIEXÖBEIfflHAGOITGSSYSTEllI

Die Erfindung gehtJrt in den Bareich der Multiples=· Telef ontlbertragungen. Sie "betrifft eine SteuerfrequeHs-Unter= drttekungsvorrichtung, die mit Hilfe der Subtraktion einar Hilfsfrequens arbeitet, die in frequenz ^ Phase und Amplitude auf geeignete Werte eingestellt ist» Sie findet in mit Steuerfrequenz arbeitenden "Prequanz-Miltiplex-Selefonilbertragungssystemen Anwendung für den FaIl₉ dass die Aufrecht erhaltung einer oder mehrerer dieser Steuerfrequenan zu Störungen führen wttrde·

Bi genormten Frequeaz-Multiplex-Telefonsystemen werden zum Frequenzspektrum, das die zu übertragenden Informationen

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enthält, Steuerfrequenzen hin auge fügt , mit denen tJberwachungsvorgänge, Verstärkerttbezprufungen usw, .vorgenommen werden· Diese Frequenzen werden entweder in einem Zwischenband zwischen Kanälen oder in Lücken, dia zwischen Kanalgruppen freigelassen sind, übertragen.

Unter gewissen Ums^Hiiden ist äas Ifeterdrllcken dieser Steuerfrequenzen unbedingt notwendig, um Störungen beim übergang eines Kanals oder einer Gruppe Ton Kanälen von einem System zum anderen zu vermsidens "beispielsweise dse Überschreiten einer Grenze mit einem ersten Pr-squenswsrt (84»08ö kHz) auf der einen Seite und einem anderen W@r-t (S4_f. 140 IcHs) auf der anderen Seite*

Es ist bekannt, su diesem Zweeic eis Qusrz-Bandsperrfilter mit sehr schmalem BaM (F^aquensspei^s) su verwenden. Aber diese Filter enthalten m@lirsra Quars® isid sind teusr und empfindlieh.

Ein der Verwendmig der Fraqueazsperr® mindestens gleichwertiges Ergebnis wird mit Hilfe von weniger kostspieligen und Euverlässerigen Mitteln ©rsielt_P wenn eine Welle erzeugt wird, deren Frequenz gleioli dar su iis,-S@rdrüokena©n Steuerfrequenz ist, die in Phase wiC P©g©l geregelt wird und die auf einen Analogstwmnierar gegeben wird_s der zugleich das gesamte einfallende Frequenzspsktrum empfingt und die raitUbertragene Steuerfrequenz dureh Subtraktion unterdrückt, so dass am Ende das Spektjpum ohne die Steuerfrequenz übertragen wird.

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Die Regelung der Hilfsfrequens in Phase und Frequenz wird dttrch eine erste Regelschleife bewirkt, die einen spannungsgesteuerten Oszillator enthalt;; die Regelung im Pegel wird für diese, durch die erste Schleife erzeugte Frequenz mit Hilfe einer Regelschleife erhielt, die einen spannungsgesteuerten Dämpfer oder ein gleichwertiges Organ (Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor) enthalte

An Hand von swei Ausführungsbeispielen und den beigefügten Figuren wird die Erfindung nachfolgend im einzelnen beschriebenJ

Fig. 1 seigt ein Blockschaltbild einer ersten erfindungsgema'ssen Vorrichtung₀

Fig. 2 seigt ein Blockschaltbild einer zweiten erf.indungsgemassen Vorrichtung₀

Gemass Fig. 1 trifft eine Gruppe von Frequenzen G₃ bei» spielsweise eine Primärbasisgruppe 60«108 IcHa₅ mit einer Steuer» frequenz Fp, beispielsweise 84₅080 kHs an einer Klemme 1 ein? dieselbe Gruppe G verlasst die Vorrichtung über eine Klemme 2_} nachdem sie von der Steuerfrequenz Fp befreit worden ist_B

Ein Phasendiskriminator 3 empfangt auf einer Klemme a das einfallende gesamte FrequenzSpektrum G + Fp; auf einer Klemme b empfängt er eine durch einen spannungsg^steuerten. Oszillator 5 erzeugte Schwingung (Ausgang d)₀ Bei vorliegender Synchronisation erhält man am Ausgang c des Phasendiskriminators ein Spektrum₅ dessen vom Phasenabstand der eintreffenden Signale abhängige Gleichstromkomponente durch ein Tiefpassfilter 4 mit

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schmalem Band, vorzugsweise ein RC-Filter, herausgefiltert und in e als Frequenzsteuerung des Oszillators 5 angewandt wird. Das ¥orhandensein des die Frequenz Fp begleitenden Spektrums G behindert die Kopplung des Oszillators nicht. Bekanntlich liefert eine Schleife, die aus den Organen 3, 4, 5 besteht, am Ausgang des gesteuerten Oszillators eine Frequenz F, die gleich der einfallenden Frequenz Fp, jedoch in Phasenquadratur mit Fp ist«

Die am Ausgang d des Oszillators 5 entnommene Frequenz wird a.uf einen Phasenschieber 6 gegeben, der eine Quadratur der Frequenz F vornimmt, die am Eingang mit der Steuerfrequenz Fp in Quadratur ist, und der dann am Ausgang dieselbe Frequenz F in Phasenopposition zu Fp liefert.

Bei vorliegender Synchronisation liefert der PhasendislcpioifLnator 3 eine Gleichspannimg, die den konstanten Term des Prodükt>63 -aus der- Spannung der Frequenz Fp und der Spannung der Frequsns F gleich Fp darstellt· Diese Gleichspannung wird von RsstW'Sciiselspamnjjigeti begleitet, die durch das Filter 4 ausgeschisden >j-srden. foF-cailfaafteilweise wird das Filter 4 so gewählt, dass ss alee Spsrrfrequena üF aufweist, die der halben'Breite des Bandes entspricht, das 5ian einem Frequenzsperrfilter gegeben hatte, beispielsweise Fp + ä F, für AF - 2,5 Hz.

la allgemeinen Brass zum Erzielen der Synchronisation einer Freqmensregelsclilsife auvor eine Frequenadurchstimmung vorgencmmen Zierden, dureli die der steuerbare Oszillator in den-Siaiaagfasraieh der Ragelung kommt. Diese Massnahme ist hier

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unnb*tig, da die Eingängsfrequenz normalerweise konstant ist und tatsächlich nur in engen Grenzen schwankt und deshalb der Oszillator 5 angenähert stabil schwingt ₉ indem er mit Hilfe eines Quarzes Q gebaut wird, der im Empfangsbereich schwingte Es handelt sich hierbei um eine nur ungefähre Stabilisierung,, die genügend Freiraum für die Regelwirkung der Mitführung lässt,, Deshalb kann ein ganz normaler, relativ billiger Quarzkristall Q verwendet werden. Zu einer geeigneten Einstellung des Oszillators 5 ist die erzeugte Frequenz rein genug, um ein Filtern nicht erforderlich zu machen. Die erste Regelschleife kann einen Gleichstromverstärker enthalten, der in der Figur nicht dargestellt wurde.

Zur zweiten Begelschleife geh'dien ein Analogmultiplizierer 7 mit einem Sigaal am Ausgang v, das hauptsächlich ein Gleichstromsignal ist, ein BC-Tiefpassfilter 8_? ein Gleichstromverstärker 9 und ein spannungsgesteuerter Dämpfer 1O₉

Darüber hinaus geh'drt zu der Vorrichtung noch ein Sum-" mierer 11 mit den Eingängen ρ und q und dem Ausgang 2_e

Der Dämpfer 10 empfängt in f die Spannung der Frequenz F, die aus dem Phasenschieber 6 stammt, und überträgt durch seinen Ausgang h eine abgeschwächte Spannung zur Klemme s des Multiplizierers 7· Dieser empfängt auf einem zweiten Eingang t das einfallende Frequenzspektrum G + Fp und liefert an seinem Ausgang ν ein von Wechselspannung begleitetes Gleichstromsignal, das durch ein EG-Filter 8 gefiltert wird, das das

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(rleichstromsignal auf den Gleichstromverstärker 9 gibt, dessen Ausgang mit einer Steuerklemme k des veränderlichen Dämpfers 10 verbunden ist.

Der Dämpfer 10 kann eine oder mehrere mit Feldeffekttransistoren bestückte Zellen enthalten! Jedoch sind im Rahmen der Erfindung andere elektronisch gesteuerte Dämpfungszellen verwendbar.

Das Tiefpassfilter 8 kann dem Tiefpassfilter 4 gleichen oder evtl. etwas breiter (Sperrfrequenz etwa 10 Hz beispielsweise) ausgelegt sein.

Der Multiplizierer 7 erhält auf seiner Klemme t ein komplexes Frequenz Spektrum, in dem die Steuerfrequenz Fp enthalten ist. Er kann eine das Tiefpassfilter 8 durchlaufende Gleichspannung nur durch das Produkt zwischen der im auf die Klemme t gegebenen Spektrum enthaltenen Frequenz Fp und der auf s gegebenen Frequenz F, die gleich Fp ist, erzeugen.

Die wesentliche Filterwirkung geht also aus vom Multiplizierer 7°, das Tiefpassfilter 8 dient lediglich der Vervollständigung,

Der Multiplizierer 7? der an seinem Ausgang hauptsächlich ein Grleichstromsignal liefert, wird aus einem Organ gebildet, das gleich oder ähnlich dem Phasendiskriminator 3 ist.

Da die Hegelschleife für den Pegel 7, 8, 9, 10 in ν in Richtung auf ein Fehlersignal konvergiert, das (unter Berücksichtigung des Verstärkungsfaktors der Schleife) so

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klein wie möglich ist, ergibt sich, dass im Gleichgewichtszustand die Spannung ins, die gleich der Spannung in q ist, sehr nahe an die Spannung der Frequenz Pp an der Klemme t, d,h, an der Klemme ρ des Summierers 11, herankommt. Am Ausgang des Summierers 11 wird also die Spannung mit der Frequenz Fp in hohem Masse durch die Hilfsspannung F gelöscht, die in Phasenopposition vorliegt und im Pegel geregelt wurde.

Die Dämpfung der Frequenz Fp₉ die so zu erzielen ist, beträgt etwa 40 dB, was in der Praxis als vollkommen zufriedenstellend betrachtet wird_e

Da das Löschen der Frequenz Fp nicht vollkommen erfolgt, enthalt das an der Klemme 2 vorhandene Signal also die Frequenzgruppe G und eine schwache Restspannung mit der Steuerfrequenz Fp. In einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung wird diese am Ausgang des Summierers 11 vorhandene Bestspannung als Fehlersignal für die Begelung im Pegel der Hilfsspannung F benutzte,

Diese zweite Ausführungsforai ist dadurch bemerkenswert, dass der Summierer in der Begelschleife enthalten ist; hieraus ergibt sioh eine zuverlässiges¹« Begelung, weil die praktisch unvermeidlichen Veränderungen der Kenngrössen des Summierers mit der Zeit automatisch ausgeglichen werden_Q

In Fig. 2 sind die der ersten und zweiten Ausfuhrungs= form gemeinsamen Elemente mit derselben Beferenz versehen worden wie in Fig. 1.

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Das Eingangsspektrum, das aus einer Gruppe von Frequenzen G und einer Steuerfrequenz Fp gebildet wird, trifft an der Klemme 1 ein, und die Gruppe G verlässt die Vorrichtung über die Klemme 2, nachdem sie von der Steuerfrequenz Fp befreit worden ist.

Die Blöcke 3, 4, 5 der ersten Regelschleife, denen der Phasenschieber 6 folgt, erlauben wie zuvor die Erzeugung einer Welle F mit derselben Frequenz, wie sie die Steuerfrequenz Fp aufweist, und in Phasenopposition mit Fp.

Die zweite Mitführraigsschleife enthält einen spannungsgesteuerten Dämpfer 10, einen Analogsummierer 11, einen Analog-^ multiplizierer 7\ sin IC-Tiefpassfilter 8 und einen Gleichstromverstärker 9«

Darüber hinaus gebort zu der erfindungsgemässen Vorricrisiiag «la Begrenst? 12 mrlsctiBn dem Ausgang des Phasenschiebers 6 -uiid. einem Eiagaag s^? des Multiplizierens 7*.

Der Dämpfer 10 empfangt in f die Spannung der Frequenz F₃ dia aus dem Phasenschieber 6 stammt, und überträgt an seinem Äusgaag Ii eine gedampft® Spannimg auf die Klemme q des Analogsumsälerers 11. Dieser arlillt auf einem zweiten Eingang ρ das einfallend® Frequenzgp<sktruss G 4- Fp und liefert an seinem Ausgang r die Prequenzeiigmpp© Q snsamraen mit einer Restspannung, die dar Differenz m^lsoh^n der Steuerfrequenz Fp und dem Signal der Frstmenz F" aus ilsa Daiipfsi* 10 ©ntspricht* Der Ausgang r des ?s 11 ist aiifc siiiem Eingang t^s des Multiplizie-

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rers 7^T verbunden, der auf einem zweiten Eingang s' das aus dem Phasenschieber 6 stammende und durch den Begrenzer 12 begrenzte Signal empfängt. An seinem Ausgang v^s liefert der Multiplizierer 7* ein Gleichstromsignal, das die Information über den Pegel der Restspannung enthält; das Signal ist ausserdem von Wechselspannungen begleitet, die durch ein RC-Filter 8 ausgeschieden werden. Dann wird das Gleichstromsignal auf einen Gleichstromverstärker 9 gegeben, dessen Ausgang mit einer Steuerklemme k des Dämpfers 10 verbunden ist₀

Der Multiplizierer 7» empfängt auf seiner Klemme t^B ein komplexes Spektrum, in dem die Restspannung der Steuerfrequenz Fp auftaucht. Um diesem komplexen Spektrum ein dem Pegel der Restspannung proportionales Gleichstromsignal zu entnehmen, ist es notwendig, auf die zweite Klemme s* des Multiplizierers eine in Frequenz und Phase der Steuerfrequenz Fp gleiche, aber von jeglicher Pegelveränderung freie Welle anzuwenden. Zu diesem Zweck wird der Begrenzer 12 zwischen den Ausgang des Phasenschiebers 6 und die Klemme s^? des Multiplizierers ?^? geschaltet.

Wie in der ersten Ausführung vervollständigt das Tiefpassfilter 8 den durch den Multiplizierer vorgenommenen Filter» Vorgang.

Im Rahmen der Erfindung kann vorteilhafterweise der Phasenschieber 6 durch einen Integrator ersetzt werden, wobei dann die Quadratur für ein ganzes Frequenzband und nicht mehr nur für eine monochromatische Spektrallinie vorgenommen wird·

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Die Erfindung wurde im Rahmen eines Multiplex-Ubertragungssystems als Vorrichtung zur Unterdrückung einer Steuerfrequenz beschrieben; sie kann selbstverständlich ganz allgemein für das Dämpfen einer festen Frequenz in einem zusammengesetzten Spektrum eingesätat werden.

- Patentansprüche 409 817/0827

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Unterdrückung einer Steuerfrequenz in einem Spektrum, das in einem Multiple3C-Ubertragungssystem auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Summierer (11) enthält, mit dem vom einfallenden Spektrum eine in Frequenz, Phase und Pegel mit der zu unterdrückenden Steuerfrequenz identische Welle subtrahiert wird., die mit Hilfe einer Frequenz- und Phasenregelschleife erzeugt wird, wobei die Schleife hauptsächlich aus einem elektronisch verstimmbaren Oszillator (5) und einem Phasendiskriminator (3) gebildet wird und ihr ein Phasenschieber (6) und ein automatischer Amplitudenregelkreis mit im wesentlichen einem spannungsgesteuerten Dämpfer (10) und einem Multiplizierer (7_S 7^S) folgt, wobei der Ausgang dieses Dämpfers (10) auf einen Eingang des Summierers (11) gegeben wird₉ der zugleich das einfallende Frequenzspektrum empfängt ο
2. Vorrichtung gemäss Anspruch !,,dadurch gekennzeichnet, dass der elektronisch verstimmtere Oszillator (5) einen Resonator enthält, der eine Oscillationsfrequenz liefert, die innerhalb der Grenzen des Einfangtoe*=· reichs der Regelschleife liegt₀
3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 oder 2_S d a d u ? s I gekennzeichnet, dass der Multiplizierer (?) auf -einer ersten Klemme das einfallende FrequenzSpektrum und auf einer zweiten Klemme die Ausgangsspannung des Dämpfers (10) erhält.

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4. Vorrichtung geciä'ss Anspruch 1 oder 2, d a d u r.-e h gekennze lehnet, dass der Multiplizierer (7^f) auf einer ersten Klemme den Ausgang des Summierers (11) und auf einer zweiten Klemme die durch einen Begrenzer (12) begrenzte Ausgangsspannung des Phasenschiebers (6) empfängt.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenschieber (6) aus einem Integrator gebildet wird.

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