DE2542556A1 - System zur signaluebertragung - Google Patents

Description

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Ai-.r.:*~ja_S vom; 23. Sept. 1975

"System zur Signalübertragung".

Die Erfindung bezieht sich auf ein Signalübertragungssystem mit einem Sender mit einem Dynamik kompressor und einem Empfänger mit einem Dynamikexpander, wobei der Dynamikkompressor mit einem ersten Dynamikregler und einem von den zu übertragenden Signalen gespeisten Kompressionsgleichrichter versehen ist, dessen Ausgangs signal über eine erste Schwel leitvorrichtung den Dynamikregler steuert, wahrend weiter eine Signalquelle vorgesehen ist, die ein Pilotsignal liefert, wobei dem Eingang des Dynamikreglers das zu übertragende Signal und das Pilotsignal zugeführt vrer*--

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den, während der Dynamikexpander ein Filter enthält.

Derartige mit einem Kompandersystem mit Pilotsignal versehene Übertragungssysteme sind u.a. aus dem Aufsatz "Kompander mit hohem Kompressionsgrad für die Pegelschwankungen in Fernsprechverbindungen" von J.A. Greefkes, P.J. van Gei'wen rind F. de Jäger in "Philips Technische Rundschau", Jahrgang 26, 1964/65, Nr. 4/5» ^s· 256 - 268 bekannt.

, Diese mit Kompandern versehenen Übertragungssysteme werden insbesondere in Rundfunksprechsystemen, wie bei Fernsprechübertragung über Satelliten, verwendet, weil mit diesen Systemen eine erhebt·, liehe Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses erzielt wird.

Insbesondere ist das Pilotsignal in dem eingangs genannten Signalübertragungssystem einerseits dazu benutzt, den Einfluss spontaner Dämpfungsändejhingen in dem übertragungsweg auf die Signalübertragung zu beseitigen, während'andererseits Amplitudenverzerrung infolge von Rauschen durch das schmale Band des Pilotsignals weitgehend unterdrückt wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Übertragungssysteme besteht jedoch darin, dass diese verhältnismässig verwickelt sind.

Die Erfindung begegnet diesem Nachteil und bezweckt, ein anderes Konzept zu schaffen, das unter Beibehaltung der genannten Vorteile eine Vereinfachung

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seines Aufbaus ermöglicht.

Das System nach der Erfindung ist dadurch, gekennzeichnet, dass der einen Teil des Kompressors bildende Dynamikregler einen Eingangskreis mit einem an einen Trägerwellengenerator angeschlossenen Amplitudenmodulator enthält, dem das zu übertragende Signal zur Erzeugung eines Doppelseitenbandsignals mit unterdrückter Trägerwelle zugeführt wird, wobei der Eingangskreis eine an den Ausgang des Modulators angeschlossene Zusammenfügungsvorrichtung zum Zusammenfügen des doppelseitenbandmodulxerten Signals und des Pilotsignals enthält, und wobei der Trägerwellengenerator das genannte Signal erzeugt, um der Zusammenfügungsvorrichtung das Träg^prwellensignal als Pilotsignal zuzuführen, während das auf der Empfangsseite vorhandene Filter auf die Trägersignalfrequenz abgestimmt ist.

Bei Anwendung der erf induing sgemä ssen Massnahme wird erreicht, dass der Modulationsiniex oder gegebenenfalls der Modulationsgrad nicht von der Kompression beeinflusst wird, was, wie nachstehend noch näher erläutert werden wird, einen einfachen Aufbau des Übertragungssystems ermöglicht.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert,

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wobei entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Senders zur Anwendung in einem Signalübertragungssystem, welcher Sender mit einem Kompressor mit Pilotsignal versehen ist,

Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Dynamikexpanders zur Anwendung in einem Empfänger in einem Signalübertragungssystem mit einem Sender nach Fig.

Fig. 3 ein Prinzipsehaltbild eines Dynamikkompressors zur Anwendung in einem Sender eines Signalübertragungssystems nach der Erfindung,

Fig. h ein Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 schematisch dargestellten Prinzipschaltbildes des Senders, wobei der in Fdg. 3 gezeigte Dynamikregler im Detail dargesteXlt ist, und wobei es sich um in quadraturmodulierter Form zu übertragende Signale handelt,

Fig. 5 ein Vektordiagramm der quadraturmodulierten zu übertragenden Signale,

Fig. 6 eine mögliche Kompressionskennlinie eines in dem in Fig. h dargestellten Ausführungsbeispiel des Senders verwendeten Kompressors, Figuren7a bis 7d eine Anzahl Diagramme

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zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kompression der zu übertragenden Signale,

Fig. 8 ein Prinzipschaltbild eines Teiles eines Empfängers zur Zusammenarbeit mit dem Sender nach Fig. 4,

Fig. 9t> eine Filterkennlinie des im Empfänger nach Fig. 8 verwendeten Filters mitdin äennFigureii 9a und 9c einigen zugehörigen Signalen,

Figuren 10a bis 1Od Signalformen, die nach Filterung in dem Filter mit der in Fig. 9h dargestellten Fil.terkennlinie erhalten sind,!

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Begrenzers, der einen Teil des Empfängers nach Fig. 8 bildet,

Figuren 12a bis 12d Signalformen, die nach Begrenzung in dem Begrenzer, der einen Teil des Empfängers nach Fig. 8 bildet, erhalten sind, und

Fig. 13 eine andere Filterkennlinie des in dem Empfänger nach Fig. 8 verwendeten Filters.

Der in Fig. 1 gezeigte Sender bildet einen Teil eines Signalübertragungssystems zur Übertragung von Sprechsignalen. In diesem Sender werden die von einem Mikrophon 1 herrührenden Sprechsignale über ein die Sprechsignale durchlassendes Filter 2 mit einem Durchlassband von 300 bis 3^00 Hz einem Amplitudenbegrenzer 3 zugeführt. Die in diesem Be-

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grenzer in der Amplitude begrenzten Sprechsignale werden nach Verstärkung in einem Verstärker k übertragen. Zur Dynamikkompression ist zwischen dem Begrenzer 3 und dem Verstärker 4 ein Dynamikkompressor 5 angebracht, der mit einem Dynamikregler 6 und einem Kompressionsgleichrichter 7 mit einem zu dem Kompressionsgleichrichter 7 gehörigen Tiefpass mit einer Gorenzfz^e— quenz νώη etwa 25 Hz versehen ist. Die von dem Begrenzer 3 abgegebenen zu übertragenden Sprechsignale werden einerseits einem Eingang 8 des Dynamikreglers 6 und andererseits dem Kompressionsgieichrichter 7 zugeführt. Dabei wird der Kompressionsgleichrichter 7 durch einen Hüllkurvendetektor gebildet, während der Dynamikregler 6 ein von einer Regelspannung gesteuertes einstellbares Dämpfungsnetzwerk enthält, indem _ . als veränderlicher Widerstand mindestens eine Gleichriöhterzelle verwendet wir-d. Die dem Steuereingang 9 des Dynamikreglers 6 zugeführte Regelspannung wird dabei einer an den Kompressionsgleichrichter 7 angeschlossenen ersten Schwellenvorrichtung 10 entnommen, der über den Eingang 11 auf nicht näher beschriebene Weise eine feste Schwellenspannung zugeführt wird.

Ausserdem ist der Dynamikkompressor 5 niir einer Signalquelle 12 zum Erzeugen eines Pilotsignals versehen, das einem Eingang 13 des Dynamikreglers 6

zugeführt wird.

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Der in Fig. 2 gezeigte Dynamikexpander 14 des Empfängers enthält einen an einen Signaleingang 15 angeschlossenen Dynamikregler 16, dessen Dynamikregelkennlinie zu der Regelkennlinie des Dynamikreglers 6 des Senders nach Fig. 1 invers ist. Der Dynamikexpander 14 enthält zum Auswählen des übertragenen Pilotsignals, das entsprechend dem übertragenen Sprech— signal komprimiert ist, ein Filter 17» dessen Ausgangssignal mit Hilfe eines Expansionsgleichrichters 18, der mit einem Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von etwa 25 Hz versehen ist, expandiert wird, une eine sich daran anschliessende zweite Schwellenvorrichtung 19» in der das Pilotsignal in eine Regelspannung umgewandelt wird, die dem Steuereingang 20 des Dynamik— reglers 16 zur Steuerung dieses Reglers zugeführt wird. Die feste Schwellenspannung der Schwellenvorrichtung 19 wird dabei durch eine an den Eingang 21 angeschlossenen nicht dargestellte Bezugsspannungsquelle bestimmt,

Ein günstiges und besonders vorteilhaftes Signalübertragungssystems der bisher beschriebenen Art wird erhalten, wenn nach der Erfindung der einen Teil des Kompressors 5 nach Fig. 1 bildende Dynamikregler 6, der näher in Fig. 3 dargestellt ist, einen Eingangskreis 22 mit einem an einen Trägerwellengenerator angeschlossenen Amplitudenmodulator 23 enthält, dem das zu übertragende Signal zur Erzeugung

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eines Doppelseitenbandsignals mit unterdrückter Trägerwelle zugeführt wird, wobei weiter der Eingangskreis 22 eine an den Ausgang 24 des Modulators 23 angeschlossene Zusammenfügungsvorrichtung 25 zum Zusammenfügen des doppelseitenbandmodulierten Signals und des Pilotsignals enthält, und wobei der Trägerwellengeneratör die genannte in Fig. 1 gezeigte Signalquelle 12 bildet, um das Tragerwellensignal als Pilotsignal der Zusammenfügungsvorrichtung 25 zuzuführen, während weiter das auf der Empfangsseite vorhandene Filter nach Fig. 2 auf die Trägei-signalfrequenz abgestimmt ist. Das einstellbare Dämpfungsnetzwerk des Dynamikreglers ist in Fig. 3 bei 26 dargestellt.

Bei der bisher beschriebenen Ausführung des in Fig. 3 dargestellten Dynamikkompressors 6 ist das dem Dämpfungsneu^werk.26 zugeführte Signal aus einem Trägersignal mit konstanter Amplitude und einem zu diesem addierten Doppelseitenbandsignal aufgebaut, dessen Stärke dem Signalpegel der zu übertragenden Signale px-oportional ist, wodurch ein amplitudenmoduliertes Signal mit einem sich mit der Signalstarke der zu übertragenden Signale ändernden Modulationsgrad erhalten ist. Da das Trägersignal und die Seitenbänder in gleichem Masse in dem Dämpfungsnetzwerk 26 von der dem Steuereingang 9 zugeführten Regelspannung beeinflu&st werden, wird der grosse

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Vorteil erhalten, dass der Modulationsgrad nicht von der Dynamikkompression beeinflusst wird.

Der in Fig. 2 gezeigte Dynamikexpander 14 zur Anwendung in einem Empfänger kann ohne Bedenken zur Expansion des Doppelseitenbandsignals des zusammengesetzten Signals verwendet werden, vorausgesetzt, dass das Filter 17 auf die Trägersignalfrequenz abgestimmt ist.

Bei der obigen Betrachtung des Dynaraikkompressors 6 ist das dem Dämpfungsnetzwerk 26ydes Dynamikreglers 6 nach Fig. 3 zugeführte Signal ein amplitudenmoduliertes Signal. Für bestimmte Anwendungen, wie z.B_r bei Satellitkommunikationssystemen, bei denen ein hoher Modulationsgrad bei beschränkter Bandbreite im Zusammenhang mit Energieersparung vorteilhaft ist, kann Uu.s dem Dämpfüngsnetzwerk Z6 zugeführte Signal ein quadraturmoduliertes Signal sein. Ein derartiges quadraturmoduliertes Signal wird auf einfache Weise dadurch erhalten, dass die der Zusammenfügungsvorrichtung 25 zugeführten Signale mit einem gegenseitigen Phasenunterschied von 90° zugeführt werden, was z.B_f dadurch erzielt werden kann, dass das Trägersignal über- ein in Fig. 3 gestrichelt dargestelltes 90°-Phasenverschiebungsnetzwerk 27 der Zusammenfügungsvorrichtung 25 zugeführt wird.

In Fig. h enthält der von einer gestrichel-

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ten Linie umrahmte Modulator 23 zwei Transistoren 28 und 25, deren Emitter über identische Widerstände 30 und 31 miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand 32 an den Kollektor eines Transistors 33 angeschlossen sind, dessen Emitter an Erde 34 liegt, Die Kollektoren der Transistoren 28 und 29 sind über einen auf die Trägersignalfrequenz abgestimmten Kreis, der dur-ch die Parallelschaltung einer mit einer Mittelanzapfung versehenen Spule 35 und eines Kondensators 36 gebildet wird, miteinander verbunden, wobei die Speisespannung über eine Speisespannungsklemnie 37 an die Mittelanzapfung der Spule 35 angelegt wird. Die Basiselektroden der Transistoren 28 und 29 sind an zwischen der Speisespannungsanschlussklemme 37 τ-Uid Erde 34 angeordnete Spannungstellerkreise angeschlossen, die durch die Widerstände 38,39 und einen Teil des Widerstandes 40 bzw. durch die Widerstände 4i, 42 und den anderen Teil des Widerstandes 40 gebildet werden, wobei mit Hilfe des Widerstandes 4o die Gleichstromeinstellung der Transistoren 28 und 29 symmetrisch erfolgt. An die Basis des Transistors 33 ist über den einstellbaren Widerstand 43 der Trägerwellengenerator 12 angeschlossen. Dadurch ist erreicht, dass sich die die beiden Transistoren" durchfliessenden Ströme im Takt der Trägerfrequenz ändern. - -

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Das vom Amplitudenbegrenzer 3 abgegebene zu übertragende Sprcclisignal wird über einen Kopplungs— kondensator hh der Basis des Transistors 28 zugeführt, während die Basis des Transistors 29 für Wechselspannungssignale über den Kondensator h5 an Erde gelegt ist.

Durch den augenblibklichen Wert des der Basis des Transistors 28 zugeführten zu übertragenden Sprechsignals wird die Stromverteilung zwischen den Transistoren 28 und 29 bestimmt. Wegen der symmetrischen Gleichspannungseinstellung der Transistoren 28-und 29 werden, wenn kein Sprechsignal zugeführt wird, oder wenn der augenblickliche Vert des Sprechsignals 0 V beträgt, die die beiden Transistoren 28 und 29 durchfliessenden Ströme gleich * gross sein. Diese gleich grossen, aber in beiden Hälften der Spule 35 in entgegengesetzten Richtungen fliessenden Ströme liefern eine Spannung von 0 V über der Spple, was bedeutet, dass einem über dem durch die Spule 35 und den Kondensator 36 gebildeten Kreis angeschlossenen an sich bekannten Differenzverstärker kein Eingangssignal zugeführt wird, wodurch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers kein Trägersignal enthält. Um Speisung zu erhalten, ist der Differenzverstärker 46 zwischen der Speisespamrungsklemmo 37 und Erde 3'f angeordnet.

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Bei einem von Null abweichenden augenblicklichem Wert des zu übertragenden Sprechsignals wird eine diesem Wert proportionale Stromverteilung zwischen den Transistoren 28 und 29 erhalten und wird eine entsprechend grosse Spannung über der Spule 35 aufgebaut, so dass über dem Differenzverstärker 46 dem aus der .Spule 35 und dem Kondensator 3^> aufgebauten Kreis ein doppelseitenbandmoduliertes Signal mit unterdrückter Trägerwelle entnommen und der Zusammenfügungsvorrichtung 25 zugeführt wird. Die maximale Stärke dieses doppelseitenbandmodulierten Signals wird mit' Hilfe des einstellbaren Widerstandes 43 eingestellt.

Andererseits wird das vom Trägersignalgenerator 12 abgegebene Trägersignal über das mit Hilfe eines Kondensators 47 erhaltene 90°-Phasenverschiebungsnetzwerk 27 der als ein Knotenpunkt 48 ausgebildeten Zusammenfiigungsvorrichtung 25 zugeführt.

. Von den vom Differenzverstärker 46 der Zusanunenfügungsvorrichtung zugeführten seitenbaridmodulierten Sprechsignalen sind in Fig. 5 für ein einfaches sinusförmiges Signal mit einem bestimmten Amplitudenwert die Seitenbandvektoren CB und CB¹, die symmetrisch um C rotieren, dargestellt. Der für dieses doppelseitenbandmodulierte Signal repräsontative Summenvektor ist durch CM dargestellt-

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und ändert sich mit der ^zeit entlang der geraden Linie MM¹ . Das der Zusammenfügungsvorrichtung 25 zugeführte Trägersignal ist in Fig. 5 durch den Vektor OC dargestellt und steht senkrecht auf dem Summenvektor CM. Das auf diese Weise erhaltene zusammengesetzte Signal ist ein quadraturmoduliertes Signal, dessen Winkel IP für die augenblickliche Modulationstiefe repräsentativ ist und sich mit der Signalstärke ändert.

Bekanntlich weist ein quadraturmoduliertes Signal den grossen Vorteil auf, dass ein grosser Modulationsindex keine zusätzlichen Seitenbänder einführt, wodurch es möglich ist, ein Signal innerhalb eines verhältnismässig schmalen Bandes zu übertragen und dabei einen sehr grossen Modulationsindex, z.B. m = 10, anzuwenden, wodurch ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis beim übertragen des Signals ex\halten wird.

Das an dem Ausgang der Zusammenfügungsvorrichtung 25 (Fig. h) erhaltene quadraturmodulierte Sprechsignal wird über den Kopplungskondensator k9 dem durch eine einzige Diode 50 gebildeten regelbaren Dämpfungsn et zwerJk 26 zugeführt. In diesem Netzwerk wird unter der Steuerung der dem Steuereingang 9 zugeführten Regelspannung durch Änderung des Widerstandes der Diode 50 am Ausgang des Netzwerks 26 ein komprimiertes quadraturmoduliertos

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Signal erhalten. Da dabei nicht nur die beiden Seitenbändei, sondern auch das Trägersignal in gleichem Masse komprimiert werden, wie in Fig. 5 durch die Verkürzung des Vektors CM zu CM" und des Vektox-s OC zu OC¹ veranschaulicht ist, bleibt in diesen Figuren der Winkel (JP konstant, was bedeutet, dass der Modulationsindex nicht von der Kompression beeinflusst wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgeraässen Systems, bei der der Empfänger auf besonders einfache Weise ausgebildet werden kann, wie nachstellend noch näher erläutert werden wird, weist der Dynamikkompressor 5 nach Fig. h die in Fig.. 6 dargestellte Regelkennlinie auf. In dieser Kennlinie ist der Pegel des Korapressorausgangssignals als Funktion des Pegels des Kompressoreingangssignals dargestellt, wobei insbesondere die volle Linie 51 die Beziehung zwischen dem Pegel des Seitenband signals und dem Pegel des vom Begrenzer 3 abgegebenen Sprechsignals und die gestrichelte Linie die Beziehung zwischen dem Pegel des Trägersignais und dem Pegel des genannten vom Begrenzer 3 abgegebenen Sprechsignals angibt. Vie aus dieser Figur ersichtlich sist, werden für Sprechsignale unter einem Pegel von -20 dBmO die Seitenbandsignale nicht komprimiert und werden diese für Sprech-

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signale oberhalb -20 dBmO zu einem Ausgangssignalpegel von beispielsweise 0 dB komprimiert. Die Stärke des vom Trägersignalgenerator 12 abgegebenen Trägersignals ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls gleich 0 dBmO gewählt, was bedeutet, dass für Spx'echsignalpegel' oberhalb -20 dBmO das Trägersignal proportional zu dem Kompressionsgrad der Seitenbandsignale komprimiert wird, wie oben erwähnt wurde.

Zur iVeranschaulichung dieses Kompressionsprinz ipa sind in den Figuren 7^- bis 7d die gegenseitige Verhältnisse der Pegel der nach Kompression er-

haltenen'Träger- und Seitenbandsignale für verschie-« dene Stärken der dem Kompressor zugeführten Sprechsignale dargestellt.

So zeigt Fig. 7a- für ein empfangenes Sprechsignal von -30 dBmO einen unkomprimierten Seitenbaridsignalpegel von -10 dB in bezug auf einen ebenfalls unkomprimierten Trägei'signalpegel, der in diesem Ausführungsbeispiel z.B. auf 0-dB gesetzt ist. Fig. 7b zeigt bei einem Sprechsignalpegel von -20 dBmO am Eingang des Kompressors einen Seitenbandsignalpegel von 0 dB und einen Trägersignalpegel von 0 dB am Ausgang des Kompressors 5· Ein Sprechsignalpegel von -10 dBmO am Eingang des Kompressors 5 stellt einen auf 0 dB komprimierten Signalpegel der Seitenbänder und einen auf -10 dB komprimierten Signal-

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pegel des'Trägersignals am Ausgang des Kompressors 5 dar. Ebenso zeigt Fig. 7<i bei einem Eingangssprechsignalpegel von 0 dBmO einen Sextenbandsignalpegel von 0 dB und einen zu diesem proportional komprimierten Trägersignalpegel von -20 dB.

Diese Signale werden nach Verstärkung im Verstärker h einem in Fig. 8 gezeigten Empfänger zugeführt. Dieser Empfänger ist, wie die Figur zeigt, sehr einfach ausgebildet. Insbesondere wird ein empfangenes Signal, nachdem es auf nicht dargestellte Weise frequenztransponiert worden ist, nacheinander in einem Verstärker 53 verstärkt, in einem aus einem Filter 55 und einem Begrenzer 56 aufgebauten QM-FM-Modulationswandler 5^ von einem QM-modulierten Signal in ein FM-moduliertes Signal umgewandelt, in einem Frequenzdiskriminator 57 demoduliert und über einen Verstärker 58 einer Wiedergabevorrichtung 59 zugeführt. Die besondere Einfachheit des Empfängers wird dadurch erhalten, dass der Modulationswandler 5^ zugleich die Dynamikexpansion auf die nachstehend zu beschreibende Weise bewirkt.

Insbesondere ist das Filter 55 zu diesem Zweck als ein auf die Trägerfrequenz abgestimmtes einfaches Filter mit einer Bandbreite von etwa 50 Hz ausgebildet. Die Kennlinie dieses Filters 55 ist in Fig. 9b näher dargestellt.

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"Bekanntlich, weist ein derartiges einfaches Filtei eine Dämpfung von 6 dB pro Oktave ausser den 3 dB-Dämpfungspunkten auf. Die Bandbreite von 50 Hz bringt mit sich, dass bei einer 30 Hz-Frequenzabweichung von der Trägerfrequenz die Dämpfung etwa 4 dB beträgt, dass bei einer 300 Hz-Frequenzabweichung die Dämpfung etwa 24 dB beträgt und dass bei einer Frequenzabweichung von 3000 Hz die Dämpfung etwa 44 dB beträgt.

Wenn diesem Filter die in Fig. 9a dar ge·? stellte empfangene Signalkombination zugeführt wird, die der in Fig. "~/ύ. dargestellten ausgesandten Signalkombination entspricht, wird das Trägersignal ungeschwächt durchgelassen, wie in Fig. 9c dargestellt ist, während Seitenbandsignale mit einer Signalfrequenz von 300 Hz um 24 dB und weiter um 6 dB pro Oktave gedämpft werden, wodurch bei einer Signalfrequenz von 3000 Hz eine Dämpfung von 44 dB erhalten wird. Dadurch ist erreicht, dass für diese Signalkombination der Trägersignalpegel um 4 dB die Seitenbandsignalpegel mit einer .Frequenz von 300 Hz und um 24 dB die Seitenbandsignalpegel mit einer Frequenz von 3000 Hz überschreitet, wie in Fig. 9^C dargestellt ist.

In Figuren 9a und 9c ist durch die Kurven 59 bzw. 6o der Pegel des im übertragungsweg empfangeneu Rauschsignals dargestellt.

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Die anderen in den Figuren 7a bis 7<i dargestell+sn Signalkombinationen weisen nach Übertragung und Filterung im Filter 55 die in den Figuren 10a -bis 1Od dargestellten Formen auf, wobei ausserdem der Rauschpegel von im Übertragungsweg empfangenem Rauschen in den Figuren 10a bis 1Od durch gestrichelte Linien dargestellt ist.

Aus Obenstehendem geht hervor, dass das am Eingang des Filters 55 auftretende Signal ein scheinbar frequenzmoduliertes Signal mit einem Modulationsindex gleich etwa 1 ist, was bedeutet, dass annähernd das ausschliessliche Vorhandensein von Seitenbändern erster Ordnung einem üblichen FM-Signal mit diesem genannten Modulationsindex entspricht.

Diese Signale werden dem Begrenzer 56 zugeführt. Die Wirkungsweise dieses Begrenzers wix-d an Hand der Fig. 11 näher erläutert. In dieser Figur ist eine Vektordarstellung einer ersten Signalkombination gezeigt, von der der Vektor PV für die Trägerwelle repräsentativ ist, während der zu diesem senkrechte Vektor VR für das Seitenbandsignal repräsentativ ist, wobei das Sprechsignal durch ein erstes einfaches sinusförmiges Signal dargestellt ist. Die zu dieser Signalkombination gehörige Modulationstiefe ist in der Figur durch den Winkel Q{ dargestellt Weiter ist in dieser Figur eine Vektorrepräsentatior;

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einer zweiten Signalkombination gezeigt, von der der Vektor PS für das Trägersignal und der Vektor ST für das Seitenbandsignal repräsentativ ist, wobei das Sprechsignal ebenfalls durch ein zweites einfaches sinusförmiges Signal mit einer höheren Amplitude als das erste sinusförmige Signal dargestellt ist, wie aus der in der Figur durch den Winkel /i dargestellten grösseren Modulationstiefe hervorgeht,.

Vom Begrenzer werden die 'Vektoren PV bzw. PS auf die Werte PW begi'enzt. Vie aus dieser Figur hervorgeht, werden zugleich die Vektoren VR bzw. ST auf die Werte WR' bzw. WT¹ begrenzt. Dabei gilt somit, dass VPrWP = RVrR¹W und dass SP:WP = TS :T«W, woi'aus einerseits folgt, dass die Reduktionen der Pegel der Seiteiibandsignale den Reduktionen der zugehörigen Trägersignalpegel proportional sind, wo—~ durch die richtige Expansion automatisch erreicht ist, und andererseits, dass die für die Modulationstiefe repräsentativen Winkel CX und /$ von lieser Expansion nicht beeinflusst werden. Dabei sei bemerkt, dass der konstante Begrenzungspegel der Fig. 11, der durch die Kurve 61 dargestellt ist, das scheinbar frequenzmoduliert Signal in ein wirklich frequenzmoduliertes Signal umwandelt.

Zur Verdeutlichung der automatisch durch den Bögrenzer bewirkten richtigen Expansion sind in

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den Figuren 12a bis 12d die den in den Figuren 10a bis 10d dai'ge stellten begrenzten Eingangs signalformen entsprechenden expandierten Ausgangssignalformen darge-,stellt.

Diese in den Figuren 12a bis 12d dargestellten Signale werden mit Hilfe des Frequenzdiskriminators 57 mit einer einer mittleren Frequenz entsprechenden Trägerfrequenz demoduliert und nach Verstärkung und Filterung im Vertärker 58 der Wiedergabevorrichtung 59 zugeführt.

Hier sei bemerkt, dass das Signalübertragungssystem nach der Erfindung mit quadraturmodulier-

ten zu übertragenden Signalen nicht auf einen Empfänger beschränkt ist, bei dem das Filter 55 derart ausgebildet ist, dass es QM-mödulierte Signale in scheinbar* FM-modulierte Signale umwandelt, sondern dass das QM-modulierte Signal vom Filter in jedes winkelmodulierte Signal, wie z.B. in ein phasenmoduliertes Signal, umgewandelt werden kann. Welter beschränkt sich die Erfindung nicht auf ein einfaches Filter zur Umwandlung QM-modulierter Signale in scheinbar FM-modulierte Signale, sondern kann das in Fig. 8 dargestellte Filter 55 aus mehreren einfachen Filtern aufgebaut sein. So zeigt Fig. 13 die Kurve 62 eines aus drei einfachen Filtex-n mit den Kurven 63 ,

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64 und 65 aufgebauten Filters, wobei die Dämpfung in dB über der Frequenzabweichung in bezug auf die Abstimmfrequenz in Oktaven aufgetragen ist. In dieser Figur stellt die Kurve 63 ein erstes einfaches Filter mit einer Abstimmfrequenz dar, die der Trägersignalfrequenz entspricht, welches Filter eine Bandbreite von 60 Hz und einen Gütefaktor von 250 aufweist, während die Kurve 6h ein zweites einfaches Filter mit einer Abstimmfrequenz darstellt, die um 75 Hz die Abstimmfrequenz des ersten Filters unterschreitet, welches Filter ebenfalls eine Bandbreite von 60 Hz aufweist, und die Kurve 65 ein. drittes einfaches Filter mit einer Abstimmfrequenz darstellt, die um 75 Hz die Abstimmfrequenz. des ersten Filters überschreitet, welches Filter ebenfalls eine Bandbreite von 60 Hz aufweist, wobei die Gütefaktoren des zweiten und des dritten Filters einander gleich und gleich gross wie oder grosser als der Gütefaktor des ersten Filters sind. Das auf diese Weise erhaltene zusammengesetzte Filter weist von einem Frequenzabstand von 300 Hz von der Abstimmfrequenz an eine innerhalb 0,5 dB genaue Dämpfungszunahme von 6 dB/ Oktave auf, wie aus der Kurve 62 hervorgeht.

Dieses zusammengesetzte Filter weist den Vorteil auf, dass Signale mit einer Frequenz von 300 Hz

in bezug auf die Abstimmfrequenz um etwa 33 dB stärker

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als Signale mit der Abstimmfrequenz gedämpft werden, Dies bedeutet, dass auf der Sendeseite eine Signalkompression von 33 dB angewandt werden kann, im Gegensatz zu einem im Empfänger verwendeten Filter 55 mit der in Fig. 9t> dargestellten Kennlinie, wobei im Sender eine ^Kompression von 20 dB gestattet ist.

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Claims (3)

1. PHN 7758

   Patentansprüche ;

   1J Signalübertragungssystem mit einem Sender

   mit einem Dynaraikkompressor und einem Empfänger mit einem Dynamikexpander, wobei der Dynamikkompressor mit einem ersten Dynamilcregler und einem von den zu übertragenden Signalen gespeisten Kompressionsgleichrichter versehen ist, dessen Ausgangssignal über eine erste Schwellenvorrichtung den Dynamikregler steuert, während weiter eine Signalquelle vorgesehen ist, die ein Pilotsignal liefert, wobei dem Dynamikrogler das zu übertragende Signal und das Pilotsignal zugeführt werden, während der Dynamikexpander ein Filter enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil des Kompressors bildende Dynamikregler einen Eingangskreis mit einem an einen Trägerwellengenerator angeschlossenen Amplitudenmodulator enthält, dem das zu übertragende Signal zur Erzeugung eines Doppelseitenbandsigiials mit unterdrückter Trägerwelle zugeführt wird, wobei der.Eingangskreis .eine an den Ausgang des Modulators angeschlossene Zusammenfügungsvorrichtung zum Zusammenfügen des doppelseiteribandmodulierten Signals und des Pilotsignals unter einem Winkel enthält, und wobei der Trägerwellengenerator die genannte Signalquelle bildet, um der Zusammenfügungsvorrichtung das Trägersignal als Pilotsignal zuzuführen, während das auf der Empfangsseite vorhandene Filter

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   PHN 7758

   auf die Trägersignalfi-equenz abgestimmt ist.
2. 2. Sender zur· Anwendung in einem Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, wobei der Sender einen Dynamikkompressor enthält, der mit einem ersten Dynamikregler und einem von den zu übertragenden Signalen gespeisten Kompressionsgleichrichter versehen ist, dessen Ausgangssignal über eine erste Schwellenvorrichtung den Dynamikregler steuert, während weiter eine ein Pilotsignal liefernde Signalquelle vorgesehen ist, wobei dem Dynamikregler das zu übertragende Signal und das Pilotsignal zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil des Kompressors bildende Dynamikregler ein regelbares Dämpfungsnetzwerk und einen Eingangskreis mit einem an einen Trägerwellengenerator angeschlossenen Amplitudenmodulator enthält, dem das zu übertragende Signal zur Erzeugung eines Doppelseitenbandsignals mit unterdrückter Trägerwelle zugeführt wird, wobei der Eingangskreis eine an den Ausgang des Modulators angeschlossene Zusarnmenfügungsvorrichtung zum Zusammenfügen des doppelseitenbandmodulierten Signals und des Pilotsignals enthält, und wobei der Trägersignalgenerator die genannte Signalquelle bildet, um der Zusammenfügungsvorrichtung das Trägersignal als Pilotsignal zuzuführen-,
   
3. 3. Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeieh-

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   net, dass er mit einem 90°-Phasenverschiebungsnetzwerk versehen ist, mit dessen Hilfe das dem Modulator und das der Zusammenfügungsvorrichtung zugeführte Trägersignal einen gegenseitigen Phasenunterschied von 90° aufweisen, um ein quadraturmoduliertes Ausgangssignal zu erhalten.

   k. Sender nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die zu übertragenden Signale Sprechsignale sind, die in einem Frequenzband von 300 bis 340Ö Hz liegen, und dass diese Sprechsignale über einen Begrenzer dem Dynamikkompressor zugeführt werden, dessen Regelkennlinie einen derartigen Verlauf aufweist, dass der Pegel der dem regelbaren Dämpfungsnetzwerk des Kompressors zugefufcurten quadraturmodulierten Signale auf einen in bezug auf das dem maximalen Eingangssignalpegel entsprechende quadraturmodulierte Signal um eine bestimmte Anzahl dB niedriger liegenden Pegel komprimiert werden und der Pegel des dem regelbaren Dämpfungsnetzwerk zugeführten Trägersignals diesem Pegel entspricht, wobei das Trägersignal im Kompressor entsprechend dem augenblibklichen Kompressionsgrad des Sprechsignals komprimiert wird.

   5. Sender nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte bestimmte Anzahl dB 20 beträgt.

   6. Empfänger¹ zur· Anwendung im Signalübertra-

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   gungssystem nach Anspruch 1, wobei der Empfänger einen mit einem Filter versehenen Dynamikexpander enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Filter auf die Trägersignalfrequenz abgestimmt ist.

   7. Empfänger nach Anspruch 6 mit einem zweiten Dynamikregler, dem das empfangene Signal zugeführt wird, und einem Expansionsgleichrichter, dessen Ausgangssignal über eine zweite Schwellenvorrichtung den Expansionsregler steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Hilfe des genannten Filters aus empfangenen Signalen ausgewählte Signal mit Trägerfrequenz als Eingangssignal dem Expansionsgieichricliter zugeführt wird.

   8. Empfänger nach Anspruch 6 zur Zusammenarbeit mit einem Sender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, duoS der Dynamikexpander eine Modul'ationsumwandlungsvorrichtung zur Umwandlung des empfangenen quadraturmodulierten Signals in ein winkelmoduliertes Signal enthält, welche Vorrichtung durch das genannte auf die TrägerSignalfrequenz abgestimmte Filter und einen sich daran anschiiessenden Begrenzer gebildet wird.

   9. Empfänger nach Anspruch 8 zur Zusammenarbeit mit einem Sender nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Filter Signale mit einem Frequenzunterschied in bezug auf die Abstimm-

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   frequenz um die genannte bestimmte Anzahl dB in bezug auf Signale mit der Abstimmfrequenz dämpft und Signale mit einem /Frequenzunterschied von 300 Hz an in bezug auf die Trägersignalfrequenz weiter um 6 dB/Oktave dämpft, um das empfangene QM-modulierte Signal in ein FM-moduliertes Signal umzuwandeln.

   10. Empfänger nach Anspruch 9 zur Zusammenarbeit mit einem Sender nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Filter ein einfaches Filter mit einer Bandbreite von etwa 50 Hz ist.

   11. Empf ängez* nach Anspruch 9 > dadurch gekennzeichnet ; dass das genannte Filter ein erstes einfaches Filter, dessen Abstimmfrequenz der Trägersignalfrequenz entspricht und das eine Bandbreite von etwa 6o Hz aufweist, ein zweites einfaches Filter, dessen Abstimmfrequenz um 75 Hz die Trägersignalfrequenz überschreitet und das ebenfalls eine Bandbreite von etwa 60 Hz aufweist, und ein drittes einfaches Filter enthält, dessen Abstimmfrequanz um 75 Hz die Trägersignalfrequenz unterschreitet und das .ebenfalls eine Bandbreite von etwa 60 Hz aufweist, wobei die Gütefaktoren des zweiten und des dritten Filters einander gleich und mindestens gleich gross wie der Gütefaktor des ersten Filters sind.

   12. Empfänge!'' nach einem der Ansprüche 9> 10

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   oder 11,. dadurch, gekennzeichnet, dass der Empfänger einen FM-Diskriminator enthält, der an den Ausgang des als Dynamikexpander wirkenden Begrenzers angeschlossen ist, um das vom Dynamikexpander abgegebene FM-modulierte Signal zu demodulieren.

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