DE2803396A1 - Uebertragungssystem - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/026—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse time characteristics modulation, e.g. width, position, interval
Description
Augu»U-Vik»ori»-S»r«B»65 _. ρΜορυΐ/ΐ: S DADTMCD Pienzen»uerstr«B.2
P«t.-Anw. Dr. Ing. Ruschk. Ur. KUOUrll\t & ΓΑΚΙΙΝεΚ Pat.-Anw Dipl -Ing
εηίΑ κ7,οίϊ.ρΙ-Ιη!Ι· PATENTANWÄLTE Hans E'
T.i.fon:030/ J*** BERLIN - MÖNCHEN Tel*fon:
R 1472
EATH WESTERN CORPORATION
950 East Orangethorpe Avenue, Unit I
Anaheim, Kalifornien
V. St. A.
"Übertragungssystem"
Mehrere Autoren haben Übertragungssysteme beschrieben, in denen Impulsmodulation der einen oder anderen Art verwendet
wird. Information wird in diesen Systemen durch Modulation der Impulsbreite oder der Impulsamplitude oder durch :
Modulation des Abstands zwischen den Impulsen oder durch ] eine andere Impulskenngröße übertragen. Beim Stand der Technik ;
sind offenbar keine Impulsmodulationssysteme bekannt, in denen die Impulsbreite durch Veränderung sowohl der Anfangszeit
als auch der Endzeit einzelner Impulse in Bezug auf eine Standardzeit oder Bezugszeit moduliert wird. ι
In der Literatur ist ein Übertragungssystem beschrieben, I
in dem Impulsmodulation mit Zeitmultiplexbetrieb kombiniert wird; dabei wird die Impulsrate moduliert, sodaß nur ein
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Kanal mit Information zur Übertragung zur Verfügung steht. In einem Duplexsystem mit zwei Stationen, von denen jede
mit einem Empfänger und einem Sender ausgerüstet ist, wird die Impulsfolgefrequenz der empfangenen Signale dazu verwendet,
die unmodulierte Impulsfolgefrequenz des von dieser
Station ausgesandten Signals zu steuern. In einem derartigen System ergibt die Übertragungsstrecke zwei Kanäle für Information,
obwohl einer dieser Kanäle auf die Übertragung von Synchronisationsinformation beschränkt ist. Eine weitere
Einschränkung ist hierbei, daß die Bandbreite der durch Veränderung der Impulsfolgefrequenz übertragenen Information
geringer sein muß als die Impulsfolgefrequenz selbst.
Figur 1 stellt das erfindungsgemäße Modulationsverfahren
dar, wie es von einer Basisstation ausgeführt wird.
Figur 2 ist eine graphische Darstellung des erfindungsgemäßen Modulationsverfahrens, wie es von einer Außenatation
ausgeführt wird.
Figur 3 ist eine Schaltung des erfindungsgemäßen Modulators
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Modulationsverfahrens
.
Figur 4 ist die Schaltung des Detektors der Umhüllenden eines erfindungsgemäßen Demodulators, mit dem das erfindungsgemäße
Demodulationsverfahren durchgeführt werden kann.
Figur 5 ist das Blockschaltbild einer Sender-Empfänger-Einheit, in der die vorliegende Erfindung verwendet wird.
Figur 6 ist das Schaltbild eines frequenzselektiven
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Verstärkers gemäß vorliegender Erfindung.
Figur 7 ist das Blockschaltbild einer schnurlosen Telefon-Bas is station.
Figur 8 ist das Blockschaltbild einer Außenstation für schnurlosen Telefonbetrieb.
I1XgUr 9 ist das Schaltbild und teilweise Blockschaltbild
eines Impulsmodeulators, in dem Sprachsignale sowohl die Vorderkante als auch die Hinterkante von Impulsen modulieren.
Figur 10 ist schließlich das Blockschaltbild eines Demodulators zur Demodulation der Ausgangssignale des in Figur
9 dargestellten Modulators.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Übertragung von Information zwischen zwei oder mehreren Stationen mit Hilfe
von Impulsbreitemodulation. Eine Station überträgt hierbei eine Folge von Taktsignalen, falls solche nicht an beiden
Stationen von einer anderen Quelle verfügbar sind. In der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist das Intervall
zwischen aufeinanderfolgenden Signalen stets von der gleichen Länge. In Systemen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen
kann jedoch die Intervallänge zwischen den Taktsignalen gemäß einem bestimmten Programm verändert werden, wenn alle
im Ubsrtragungssystem gelegenen Stationen entsprechend eingerichtet Bind, sodaß sie das Programm erkennen und ihm folgen.
In der vorzugsweisen Ausführungsform.der vorliegenden
Erfindung werden die Taktsignale als Teile einer Impulsfolge übertragen. Eine Station sendet hierbei eine Impulsgruppe aus.
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Das Zeitintervall zwischen den Vorderkanten und den Hinterkanten aufeinanderfolgender Impulse ist vorgegeben und dient
zur Koordinierung der Modulation und Demodulation in dieser Station und in den Stationen, mit denen die Station eine
Verbindung herstellt. Um die Besenreibung des Vorgangs zu
erleichtern, wird jene erste Station im folgenden "Basisstation" genannt. Mit der Basisstation in Verbindung stehende Stationen,
deren Modulations- und/oder Demodulationsvorgänge von den das obige Intervall kennzeichnenden Signalen gesteuert werden,
werden als "äußere Sendestationen" oder einfach als "Außenstationen" oder "Sendestationen" bezeichnet.
Es wird nun angenommen,' daß die Basisstation einen Quarzoszillator
oder eine andere Einrichtung enthält, die ein sich veränderndes Signal oder ein Impulssignal mit einer festen
Frequenz erzeugt. Die Folge von Rechteckimpulsen, die auf der mit "Tastung" in Figur 1 bezeichneten Linie erscheint, stellt
ein solches Signal dar. Der Zeitabschnitt zwischen den Vorderkanten aufeinanderfolgender Impulse hat stets die gleiche
Länge. Ebenso hat der Zeitabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Hinterkanten der Impulse stets die gleiche Länge. Die
Vorderkante oder die Hinterkante der Impulse kann als Taktgeber verwendet werden.
Das Taktsignal ergibt den zeitlichen Bezugswert. Das Taktsignal kann direkt verwendet werden, doch in den tatsächlichen
Anwendungsfällen wird es gewöhnlich zur Erzeugung anderer
Taktsignale benutzt, die zeitlich kohärent sind oder durch
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einen festen Zeitabschnitt von dem ursprünglichen Taktsignal getrennt sind. Außerdem können Taktsignale verwendet v/erden,
die bei Harmonischen oder Subharmonischen der Taktsignalfrequenz erzeugt werden. In der folgenden Beschreibung wird
jedes als Taktsignal verwendete Signal, das eine bestimmte vorgegebene zeitliche Beziehung zum ursprünglichen Taktsignal
hat, ein "Taktsignal" oder "Impulsauslösungssignal" genannt. Das Taktsignal löst die Erzeugung eines "Informationsimpulses
der Basisstation" in einer Einrichtung aus, die bei der Erzeugung der Vorderkante des Informationsimpulses der
Basisstation durch ein Triggersignal gesteuert wird, das seinerseits Information für die Breitenmodulation des Impulses
darstellt. Die Erzeugung der Hinterkante dieses Informationsimpulses wird in dieser Einrichtung durch ein Taktsignal
gesteuert. Beispielsweise schalten die Taktsignale eine Flip-Flop-Stufe um, sodaß sie ihren Zustand ändert, wenn ein
Triggersignal einen bestimmten Amplitudenwert erreicht hat.
Die Plip-Plop-Stufe kehrt in den ursprünglichen Zustand zurück,
wenn ein anderes Taktsignal auftritt. Wenn im Triggersignal sich sowohl die Amplitude als auch der Anstieg zeitlich
entsprechend einer Information verändern, so ergibt sich eine Reihe von Impulsen am Ausgang der Plip-Plop-Stufe und die
Hinterkanten dieser Impulse haben gleiche zeitliche Abstände, während die Vorderkanten der Impulse zeitlich vom Auftreten
eines Taktsignals an um einen Betrag variieren, der der in den Taktsignalen enthaltenen Information entspricht. Dies ist
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in Figur 1 dargestellt, in der die gestrichelte horizontale, mit Y bezeichnete Linie dem Wert des Triggersignals entspricht,
bei dem die Flip-3?lop-Stufe ihren Zustand ändert. Die in der untersten Zeile der Figur 1 eingezeichneten Impulse sind in
ihrer Breite moduliert, sodaß sie die dem veränderlichen
Anstieg des Triggersignals entsprechende Information enthalten.
Wenn der Informationsimpuls der Basisstation an eine
Außenstation übertragen wird, sind zwei Übertragungskanäle verfügbar gemacht worden. Die Breite der Informationsimpulse
der Basisstation stellt den einen Kanal, den Kanal 1, dar. Der zweite Kanal, Kanal 2, ergibt sich aus der Tatsache, daß
ein Impuls auftritt, und wird dargeste3.lt durch die Zeiten der Hinterkanten der Informationsimpulse der Basisstation.
Kanal 2 liefert zeitliche Bezugsinformation für die
Steuerung des Betriebs, der Modulation und der Demodulation äußerer Sendestationen.
Kanal 1 steht ferner für die Übertragung anderer Information zur Verfügung. Im Falle eines schnurlosen Telefonsystems
steht Kanal 1 für die Übertragung von Signalen zur Verfügung, die Anläutsignalen von der Basisstation an die
Außenstationen entsprechen; nachdem eine Verbindung zwischen den beiden Stationen hergestellt worden ist und der Gabelumschalter
des Telefons betätigt worden ist, steht Kanal 1 zur Übertragung von Sprache von der Telefonleitung an schnurlose
Außentelefone zur Verfügung.
Ein Verfahren zur Erzeugung von Triggersignalen besteht in
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der Erzeugung eines Spannungsanstiegs oder eines bestimmten Spannungsverlaufs in einer Schaltung, die die Steigung des
Anstiegs als Punktion der Amplitude eines Informationssignals, beispielsweise eines Sprachsignals, oder als Punktion digitaler
Signale verändern kann. Im Palle eines digitalen Signals hat der Anstieg eine bestimmte Neigung, wenn das digitale
Signal auf dem niedrigen Wert ist, und nimmt eine andere Steigung an, wenn das darzustellende digitale Signal den
"hohen" Wert hat. Jeder Impuls wird damit so moduliert, daß er ein Bit Information enthält.
Im folgenden wird nun angenommen, daß zwei Spannungsanstiege oder Stromgeneratoren verfügbar sind, sodaß eine G-rundneigung
zur Verfügung steht, die kleiner als die Neigung des anderen Spannungsanstiegs ist; dabei wird angenommen, daß
jede dieser Neigungen sich mit der Amplitude entsprechend zugeordneter Informationssignale verändern läßt.
Perner wird angenommen, daß die beiden den Spannungsanstieg erzeugenden Generatoren so angeschlossen sind, daß
einer von ihnen den Zustand einer Plip-Plop-Stufe verändert,
während der andere die gleiche Plip-Plop-Stufe in den Ausgangszustand zurückschaltet. Mit einer derartigen Anordnung können
Impulsfolgen erzeugt werden, in denen die Zeitpunkte der Impulsvorderkanten entsprechend der in einem der Informationssignale enthaltenen Information moduliert sind, und in denen
die Zeitpunkte der Hinterkanten der Impulse entsprechend der im anderen der Informationssignale enthaltenen Information
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moduliert sind. Dieser Vorgang ist in Figur 2 dargestellt.
Dabei wird angenommen, daß die in der "Außenimpulszeile"
der Figur 2 dargestellten Rech.teckimpu.lse in einer äußeren
Sendestation erzeugt werden und daß diese Wellen in einer Form wiedergegeben werden sollen, bei der an beiden Enden
der Impulse eine Impulsbreitenmodulation auftritt* Die
Vorderkante der Rechteckimpulse dieser Zeile löst den Betrieb
zweier einen Spannungsanstieg ergebenden Generatoren aus, die die in den Zeilen "Anstieg 1" bzw«, "Anstieg 2" dargestellten
Spannungsverlaufe erzeugen« Die gestrichelten Linien
kennzeichnen den Bereich, in dem die Neigung des Anstiegs
durch die Informationssignale vorändert werden kann. Von den beiden Spannungsanstiegen wird oiner dazu benutzt, den Informationsimpuls
der Außenstation einzuleiten, und der andere
dazu benutzt, diesen Impuls zu beenden, wobei die beiden Kanten des Informationsimpulseß seitlich, moduliert sind.
In Figuren 1 und 2 sind gestrichelt Verbindungslinien
eingezeichnet, die angeben, daß die Vorderkante des Außenzeittaktsignals in der Außenstation zeitlich kohärent mit
der Hinterkante des von der Außenstation empfangenen Informationsimpulses der Basisstation zusammenhängt. Diese Kohärenz läßt sich, leicht herstellen, nachdem der Informationsimpuls der Basisstation von der Außenstation empfangen wurde:
Die Hinterkante des Impulses wird nämlich dazu verwendet, in
der Außenstation einen parallelen Zeitimpuls bzw. Hebenimpuls
zu erzeugen. Die Dauer dieses Hebenimpulses ist dabei
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nicht kritisch. In dem im folgenden beschriebenen Anwendungsfall handelt es sich bei den Impulsen um Energieimpulse mit
Radiofrequenzen. Die Signale der Basisstation und der Außenstation
werden auf einer einzigen Frequenz übertragen, und in diesem Jail senden die Basisstation und die Außenstation
ihre Impulse abwechselnd aus; der Impuls der einen Station muß enden, ehe der Impuls der anderen Station beginnen kann.
Die Zeit, zu der der Informationsimpuls der Außenstation endet, wird vom Verlauf des Spannungsanstiegs 2 gesteuert.
Die Informationsimpulse der Außenstation werden zeitlich zwischen die Informationsimpulse der Basisstation eingeschoben.
Die Impulse der Basisstation und der Außenstation können über eine einzige Drahtleitung oder einen Lichtweg
oder eine hochfrequente Verbindung mit einer einzigen Trägerfrequenz übertragen werden. Einen dritten Übertragungskanal,
Kanal 3, erhält man aus der Tatsache, daß Information in der Zeit zwischen der Auslösung von Informationsimpulsen der
Außenstation enthalten sein kann. Ein vierter Kanal, Kanal 4, ergibt sich schließlich daraus, daß Information in der Zeit
der Beendigung der Informationsimpulse der Außenstation
enthalten sein kann.
Um diese vier Kanäle in einer drahtlosen Funkverbindung benützen zu können, muß ein Trägersignal von der Basisstation
an die Außenstation während der Dauer der Informationsimpulse
der Basisstation ausgesandt werden; ebenso muß ein Trägersignal von der Außenstation an die Basisstation während der
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Dauer des Informationsimpulses der Außenstation übertragen
werden.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Senderbetrieb über vier Kanäle über eine
Punkverbindung mit einer einzigen Frequenz möglich, ist. Die
hier beschriebene Übertragung läßt sich als zeitverzahnte Duplexübertragung bezeichnen. Es müssen nur die Trägerfrequenz
der Außenstation und die Trägerfrequenz der Basisstation mit anderen Modulationsverfahren moduliert werden, um die Kapazität
des Systems durch den Einschluß zusätzlicher Informationskanäle zu erhöhen.
Eine Anordnung für die Modulation der in Figuren 1 und 2 dargestellten Art ist in Figur 3 dargestellt. Die Schaltung
umfaßt Transistoren 15, 16, 17, 18 und 19, zwei Flip-Flop-Stufen 20 und 21 vom D-Typ und exklusive ODER-G-atter 22 und
23. Ein Mikrofon 24 ist mit einem Widerstand 26 in Reihe geschaltet und an eine negative Spannung und Erde angelegt.
Die Verbindungsstelle von Mikrofon und Widerstand 26 ist über ein ankoppelndes Netzwerk 28 an die Basis des PNP-Transistors
15 angeschlossen. Die Vorspannung für den Transistor wird von einem aus Widerständen 28 und 30 bestehenden
Spannungsteiler erhalten; diese Widerstände sind zwischen
dem positiven Pol einer Stromversorgung und Erde geschaltet. Die Basis des Transistors ist mit der Verbindungsstelle der
beiden Widerstände verbunden. Der Emitter des Transistors ist über Widerstand 32 an den positiven Pol der Stromquelle und
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über einen Mebenschlußkondensator 34 an Erde geschaltet. Die
Basis des PNP-Transistors 16 ist mit der Verbindungsstelle
von zwei Widerständen 36 und 38 verbunden, die zwischen dem positiven Pol der Stromquelle und Erde einen Spannungsteiler
bilden. Der gleiche Spannungsteiler ergibt eine Vorspannung für die Basis des PNP-Transistors 18. Der Kollektoranschluß
des Transistors 15 ist mit den Kollektoranschlüssen des
Transistors 16 und des NPN-Transistors 17 verbunden; der
Emitter des Transistors 17 ist über einen Widerstand 40 mit
dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden. Der Basisan—
schluß des Transistors 17 ist mit einem Spannungsteiler verbunden,
der zwischen den negativen Pol und Erde geschaltet ist und aus Widerständen 42 und 44 besteht. Dieser Spannungsteiler
ergibt auch eine Vorspannung für die Basis des -NPN-Transistors
19j der mit der Basis des Transistors 17 an der Verbindungsstelle
der beiden Widerstände 42 und 44 verbunden ist.
Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 18 und 19 sind
miteinander und mit einem der festen Kontakte eines einpoligen Schalters 46 mit zwei Schaltstellungen verbunden. Der
Emitteranschluß des Transistors 18 ist über einen Widerstand
48 mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gatters 22 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Emitteranschluß des Transistors
19 über einen Widerstand 50 mit dem Ausgang dieses ODER-Gatters
verbunden. Der Emitteranschluß de3 Transistors 16 ist
mit dem Ausgang des gleichen ODER-Gatters über einen Widerstand 52 verbunden.
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Sämtliclie Kollektoranschlüsse der Transistoren 15, 16
und 17 sind mit dem Ausgang des exklusiven ODER-Gatters 22 über den mit einer Diode 56 in Reihe geschalteten Widerstand
54 verbunden. Die Verbindungsstelle dieses "Widerstands mit der Diode ist mit dem Takteingang der Plip-I'lop-Stufe 20
verbunden. Der Schaltarm des Schalters 46 ist mit dem Takteingang der Flip-Flop-Stufe 21 verbunden, während der andere feste
Kontakt des Schalters 46 an eine Teilerschaltung angeschlossen werden kann, die ein Taktsignal abgibt.
Der Umschalt- und der Ruckstell-Anschluß der beiden J1Up-Flop-Stufen
sind geerdet. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-Stufe 20 ist mit einem Eingang des exklusiven ODER-Gatters 23
verbunden. Der Q-Ausgang der anderen Plip-Flop-Stufe 21 ist
mit dem anderen Eingang des exklusiven ODER-G-atters 23 und
mit einem der Eingänge des exklusiven ODER-Gatters 22 verbunden. Der andere Eingang des exklusiven ODER-Gatters 22 ist
mit dem voreingestellten Eingangsklemmen (D-Klemmen) der beiden Flip-Flop-Stufen verbunden und außerdem auch mit einem
Kontakt eines einpoligen Umschalters 60 verbunden.
Die Schaltung enthält zwei Generatoren zur Erzeugung eines Spannungsanstiegs. Die hierbei erzeugten Anstiegssignale haben
verschiedene Neigungen. Der Spannungsanstieg mit der steileren Neigung wird durch die Zusammenschaltung eines Widerstands 54
und eines Kondensators 62 erzeugt, der zwischen die Kollektoranschlüsse der Transistoren 15, 16 und 17 und Erde geschaltet
ist. Der Spannungsanstieg des anderen Generators hat eine
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geringere Neigung. Dieser Generator umfaßt einen Kondensator 64, der zwischen die Kollektorans chlüss e der !Transistoren
18 und 19 und Erde geschaltet ist und durch diese Transistoren sowie durch Widerstände 48 und 50 aufgeladen
wird.
Die in Figur 3 dargestellte Schaltung ist zum Einbau in eine unten beschriebene schnurlose Telefoneinheit bestimmt.
Die Schaltung wird sowohl in der Basiseinheit des Telefonsystems als auch im Außensender oder im Außentelefon des
Systems verwendet. Wenn die Schaltung in der Basiseinheit verwendet wird, wird Schalter 46 nach rechts geschaltet, um
die Takteingangssignale der Flip-Flop-Stufe 120 an die Teilerleitung
anzulegen, in der dann die Taktsignale erscheinen. Wenn Schalter 60 in der in Figur 3 gewählten Darstellung
nach oben gestellt ist, wird eine Verbindung an eine Taktsignalquelle in der Basiseinheit hergestellt. Wenn die in
Figur 3 dargestellte Schaltung in der äußeren Telefoneinheit verwendet wird, wird Schalter 46 nach links umgelegt, sodaß
die Takteingangssignale der Flip-Flop-Stufe 21 von der an
Kondensator 64 auftretenden Spannung beeinflußt vier den. In
der Außeneinheit wird Schalter 60 nach unten umgeschaltet und damit mit einer Quelle von Taktsignalen in der Außeneinheit
verbundene
Ob die Taktsignale an Leitung 70 und die voreingestellten
D-Eingänge der beiden Flip-Flop-Stufen angelegt werden, hängt damit davon ab, ob der Schalter an die Basiseinheit
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oder die Außeneinheit umgeschaltet ist. Jedoch tritt hierbei ein Unterschied auf. An die Außeneinheit angelegte Taktsignale
treten zu einer Zeit auf, die im wesentlichen zwischen zwei von der Basiseinheit gelieferten Taktsignalen liegt.
Die Taktsignale werden so angeordnet, da die beiden Einheiten ihre Ausgangsimpulse abwechselnd nacheinander aussenden.
Bei der Beschreibung der Figur 2 wurde angenommen, daß sich die Impulsvorderkanten aus der Umschaltung einer Flip-Flop-Stufe
aus einem Zustand in den anderen ergeben und daß sich die Hinterkanten aus der Umschaltung letzteren Zustande
ergeben. In Figur 3 erhält man das gleiche Ergebnis durch die Verwendung von Flip-Flop-Stufen und dem exklusiven ODER-Gatter
23. Das exklusive ODEH-G-atter liefert ein hohes Ausgangssignal
nur, wenn seine beiden Eingänge in verschiedenen Zuständen gehalten werden. Wenn angenommen wird, daß beide
Flip-Flop-Stufen den "niederen" Zustand an den beiden Q-Eingängen ergeben, so sind die dem Gatter 23 zugeführten
Eingangssignale gleich und das Ausgangssignal des Gatters
ist "niedrig". Ein Taktsignal wird an Flip-Flop-Stufe 20 angelegt, ehe das Taktsignal an Flip-Flop-Stufe 21 angelegt
wird. Sobald das Taktsignal an Flip-Flop-Stufe 20 auftritt, ändert diese ihren Zustand und der Q-Ausgang nimmt den "hohen"
Wert an. Die Eingänge des ODER-Gatters 23 sind dann verschieden und sein Ausgang nimmt den "hohen" Wert an. Anschließend
wird ein Taktsignal vom Takteingang der Flip-Flop-Stufe 21
empfangen, dessen Q-Ausgang seinen Zustand ändert, sodaß die
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beiden Eingangssignale des ODER-Gatters 23 den gleichen
Wert haben. Dies hat zur Folge, daß der Ausgang des ODER-Gatters 23 den "niederen" Wert annimmt.
Flip-Flop-Stufen 20 und 21 werden durch Signale getaktet, die positive Werte annelimen; die Taktung findet immer
zu Zeitpunkten statt, an denen das angelegte Signal einen bestimmten Spannungswert erreicht. Die Schaltung umfaßt zwei
Taktgeneratoren, je eioen für jede der beiden Flip-Flop-Stufen.
In dieser Schaltung werden zwei einen Spannungsanstieg erzeugende Generatoren als Taktgeneratoren verwendet.
Der eine einen Spannungsanstieg ergebende Generator (Sägezahngenerator) besteht aus Transistoren 15, 16 und 17 und
Kondensator 62. Der andere Generator besteht aus Transistoren 18 und 19, Kondensator 64 und Dateneingangsklemme 76.
Kondensator 62 lädt sich schneller als Kondensator 64 auf. Da die an Kondensator 62 auftretende Spannung an den Takteingang
der Flip-Flop-Stufe 20 angelegt wird, steuert diese Flip-Flop-Stufe die Modulation der Vorderkante von Informationsimpulsen.
Der sich langsamer aufladende Kondensator 64 ist mit dem Takteingang der Flip-Flop-Stufe 21 (in
Außeneinheiten) verbunden, sodaß die am Kondensator 64 auftretende Spannung und Flip-Flop-Stufe 21 die Ausbildung
der Hinterkante von Informationsimpulsen der Außenstation bestimmen. Die Aufladung der Kondensatoren beginnt, wenn das
exklusive ODER-Gatter 22 durch das Taktsignal eingeschaltet wird, das an Schalter 60 auf Leitung 70 gegeben wird. Das
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Einschalten des exklusiven ODER-Gatters hat zur Folge, daß
Transistoren 16, 18 und 19 mit der Stromversorgung verbunden werden. Kondensator 62 wird von den Kollektoranschlüssen
der Transistoren 15, 16 und 17 aufgeladen. Der Stromfluß
am Kollektoranschluß des Transistors 15 hängt von der Amplitude des an ihm vom Mikrofon 24 abgegebenen Signals ab.
Sowohl die Ladegeschwindigkeit als auch die Neigung des Spannungsanstiegs an Kondensator 62 sind eine Punktion der
tonfrequenten Signalamplitude am Mikrofon 24* Die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 64 und damit die Neigung
des an diesem Kondensator stattfindenden Spannungsanstiegs
hängen davon ab, ob ein niederes oder ein hohes Signal an Klemme 76 auftritt. Die Neigung der an Kondensator 64
auftretenden Spannung ist beim Auftreten eines "hohen" Signals an Klemme 76 anders als beim Auftreten eines "niederen"
Signals. Bei der Verwendung der in Pigur 3 dargestellten Schaltung als Modulator der Außenstation und bei
der Schaltstellung des Schalters 46, in der Kondensator 64 mit dem Takteingang des Transistors 21 verbunden ist, ändern
sich die Zustände der Q-Ausgänge der Plip-Flop-Stufen 20
und 21, um Impulse an der Ausgangsklemme 75 des exklusiven ODER-Gatters 23 zu erzeugen. Die Vorderkante dieser Impulse
ist entsprechend den an Mikrofon 24 angelegten tonfrequenten Signalen moduliert, während die Modulation der Hinterkante
von den an Anschluß 76 angelegten digitalen Daten abhängt.
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Wenn der Modulator in einer Basisstation verwendet wird, dürfen die Hinterkanten der Impulse der an Klemme 75 auftretenden
Impulsgruppe nicht moduliert sein. Die Hinterkanten müssen in gleichförmigen Abständen voneinander auftreten.
Erreicht wird dies durch Betätigung des Schalters 46, wodurch der Taktanschluß der Flip-Elop-Stufe 21 an den Ausgang einer
Teilerschaltung angeschlossen wird, deren Eingangssignal aus dem internen Hauptoszillator der Basisstation stammt.
Eine Übertragungsstrecke mit derartiger Impulsbreitenmodulation braucht ein Verfahren und Einrichtungen zur Demodulation
der von einer Station zur anderen übermittelten Impulse. In Kanal 2 läßt sich die Demodulation der Takt- und
Steuerinformation leicht durchführen. Das Trägersignal läßt
sich leicht nachweisen und wird dazu verwendet, eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung zu erzeugen. Das
Vorhandensein oder das Fehlen dieser Spannung können für die Ausführung von Steuerfunktionen verwendet werden. Das
Auftreten des zeitlich festgelegten Endes des Basisstations— impulses, d.h. die Hinterkante des obigen Beispiels, kann zur
Erzeugung von Zeitmarken in der Basiseinheit und zur Erzeugung von Zeitmarkenimpulsen für den Außentakt in anderen
Stationen verwendet werden. Zu erwarten ist, daß die Vorderkante und die Hinterkante jedes Impulses nach dessen Empfang
in der Außenstation und der Verarbeitung in den Eingangsstufen des Empfängers nicht genau rechteckig sind. Trotzdem gibt
es verschiedene Verfahren, mit denen der Zeitpunkt des
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Auftretens der Vorderkante bzw. der Zeitpunkt des Auftretens der Hinterkante des Informationsimpulses nachgewiesen werden
können. Dies läßt sich, erreichen durch ein Zusammenwirken von Flip-Flop-Stufen und starken Signalen zur automatischen
Verstärkungsregelung. Im folgenden wird ein vorzugsweises
Demodulationsverfahren beschrieben, in dem der Informationsimpuls in einem Hülldetektor nachgebildet oder rekonstruiert
wird.
Es genügt an diesem Punkt zu verstehen, daß die Umhüllende
des Impulses rekonstruiert werden kann. Für die Demodulation der Impulsbreitenmodulation in Kanälen 1, 3 und 4
wird nur ein Vergleich, mit einem Zeitmarkensignal der Zeit benötigt, an der die Vorderkante der rekonstruierten Umhüllenden
des Basisstationsimpulses auftritt; ferner muß ein Vergleich mit einem Zeitmarkensignal der Zeit durchgeführt
werden, zu der die Vorderkante und die Hinterkante der rekonstruierten Umhüllenden des Außenstationsimpulses auftreten.
Die Zeitmarkensignale werden zur Rekonstruktion oder Nachbildung des Verlaufs des Tastimpulses oder des äußeren
Taktimpulses in der Einheit verwendet, von der der Impuls ausgesandt wurde. Der rekonstruierte Impuls und die rekonstruierte
Umhüllende des modulierten Impulses werden gleichzeitig an eine Phasenvergleichsstufe, beispielsweise ein
exklusives ODER-Gatter angelegt. Der Ausgang des Gatters ist
"hoch", wenn sich die dem Gatter zugeführten Eingangssignale
unterscheiden. Ausgangssignale werden von einem solchen
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Detektor nur in dem Zeitabschnitt erhalten, oder zu Beginn
des Impulses, oder bei dessen Ende, wenn der Tastimpuls oder Außenimpuls am Eingang auftritt, während der modulierte
Impuls fehlt.
Die Abtrennung der Modulation an der Vorderkante des Impulses von der Modulation an der Hinterkante des Impulses
wird dadurch erleichtert, daß das Signal an der Vorderkante ansteigt und an der Hinterkante abfällt. Eine Kombination von
von der Kante getakteten D-Flip-Flop-Stufen und TJmkehrstufen
kann die zwei demodulierten Signale voneinander trennen. Im Falle eines digitalen demodulierten Signals wird die Information
wieder erhalten, indem man die digitale Information an digitale Decodierungsstufen führt. Wenn es sich bei den
Ausgangssignalen des Demodulators um Analogsignale handelt, wird das Signal durch ein Euter geschickt, um Frequenzkomponenten
zu entfernen, die außerhalb des Bereichs der Frequenzkomponenten in der vom Signal dargestellten, ursprünglichen
Information liegen. Wenn beispielsweise die Vorderkante des Impulses mit Sprache moduliert ist, werden die
Ausgangssignale der Vorderkante des Detektors der Phasendifferenz
durch ein Filter geschickt, um alle Frequenzkomponenten bis auf die tonfrequenten zu entfernen; das verbleibende
Signal wird dann an einen Kopfhörer oder Lautsprecher angelegt.
Ein Informationsimpuls, der von einer Einheit eines
Systems an eine andere geschickt wird, läßt sich leicht mit
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Hilfe eines Ringmodulators rekonstruieren. Beim Empfang in
der Außenstation stellt der Impuls einen plötzlichen Anstieg von radiofrequenter Energie dar. Dieses Signal wird verstärkt
und mit dem Signal eines in der Außenstation eingebauten I'lioCiiGSzillators gemischt, um ein Aus gangs signal mit einer
Zwisch.enfreq.uenz zu erhalten. Das Signal mit der Zwischenfrequenz
wird verstärkt und dann an einen Ringmodulator angelegt. Dabei wird das Zwischenfrequenzsignal an die beiden
Eingänge des Modulators angelegt. Das Signal-Rausch-Verhältnis läßt sich verbessern, wenn man das Signal an den einen Eingang
durch eine Begrenzerschaltung schickt; in der vorzugsweisen Ausfuhrungsform der Erfindung wird eine abgestimmte Begrenzerstufe
verwendet. Die Ausgangssignale des Ringmodulators
werden an eine Vergleichsstufe angelegt, in der die Umhüllende des Impulses rekonstruiert wird.
Eine vorzugsweise Ausführungsform der Schaltung ist in
Figur 4 dargestellt. Die Schaltung umfaßt einen Phasendetektor 100, der ein symmetrischer Modulator beispielsweise
der Art der integrierten Motorola-Schaltung ITr. 1496 ist. Die Eingangsklemmen der Einheit sind mit 1 und 10 bezeichnet. Ein
Zwischenfrequenssignal mit der Information der Impulsmodulation wird an eine dieser Klemmen direkt und an die andere
über eine Begrenzerstufe 102 mit einem abgestimmten Filter angelegt.
Die Ausgangsklemmen sind mit 6 und 12 bezeichnet. Ein Strom wird bei Klemme 5 eingespeist. Der in Klemme 5 hinein-
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fließende Strom erzeugt einen Strom der gleichen Größe und Richtung in den Anschlußklemmen 6 und 12. Beim Fehlen eines
Zwischenfreqruenzsignals sind diese Ströme alle gleich stark.
Zu dieser Einheit gehören ferner die PEP-Transistoren
104, 106, 108, 110 und 112 sowie der ELPN-Iransistor IH. Der
positive Pol der Stromversorgung ist an Leitung 116 und an
den Emitter des Transistors 104 über Widerstand 118 angeschlossen.
Der Emitter des Transistors 106 ist über einen Widerstand 120 an Leitung 116 angeschlossen, während der
Emitter des Transistors 108 über einen Widerstand 122 mit dieser Leitung verbunden ist. Der Kollektor des Transistors
114 ist mit Leitung 116 verbunden. Die Basisanschlüsse der Transistoren IO4, 106 und 108 sind alle mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 122 und 126 verbunden, die einen zwischen
Leitung 116 und Erde gelegenen Spannungsteiler bilden. Die Basis des Transistors 110 ist an den Verbindungspunkt der
Widerstände 130 und 132 angeschlossen, die einen Spannungsteiler
zwischen Leitung 116 und Erde bilden. Der Kollektoranschluß
des Transistors 106 ist mit dem Basisanschluß des Transistors 114 und der Ausgangsklemme 6 des Phasendetektors
verbunden; ferner ist der Kollektor dieses Transistors über eine Diode 134 mit einer Ausgangsklemme 136 verbunden. Der
Kollektoranschluß des Transistors 108 ist mit dem Emitter des Transistors 110 und der Ausgangsklemme 12 des Phasendetektors
verbunden und außerdem über eine vorgespannte Diode 138 mit einer Ausgangsklemme HO verbunden. Der Kollektor des Transi-
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stors 110 ist mit dem Emitter des Transistors 112 und mit
einem Eingang eines Filters I44 zur automatischen Verstärkungsregelung
verbunden. Ein Eingangswiderstand 146 geht vom
Eingang des Filters zur automatischen Verstärkungsregelung zum negativen Pol der Stromversorgung. Der Emitter des Transistors
112 ist ferner mit dem Eingang dieses Filters verbunden.
Der Emitter des Transistors II4 und die Basis des Transistors
112 sind über einen Widerstand 148 mit dem negativen Pol der Stromversorgung verbunden. Parallel zum Widerstand 148 ist
der Kondensator I50 geschaltet. Vom Anschluß 6 des Phasende—
tektors geht ein aus Widerständen 152 und 154 bestehender Spannungsteiler an den negativen Pol der Stromversorgung. Die
Anzapfung dieses Spannungsteilers ist mit den Schaltkleiamen
der Flip-Flop-Stufe 170 verbunden. Ein anderer Spannungsteiler verläuft vom Anschluß 12 des Phasendetektors zum negativen
Pol der Stromversorgung und besteht aus Widerständen 162 und 164. Der Anzapfungspunkt dieses Spannungsteilers ist mit
der Ruckstellklemme R der Flip-Flop-Stufe verbunden.
Der doppelt symmetrische Modulator 100 (Ringmodulator) arbeitet entweder als Modulator oder als phasenempfindlicher
Detektor (Phasendetektor). Im vorliegenden Fall wird er als Phasendetektor verwendet. Der Aufbau dieses Modulators ist
an sich bekannt und ist zur Vereinfachung der Darstellung in Figur 4 als Block eingezeichnet. Die Erfindung bezieht sich
auf den Rest der Schaltung, ist jedoch nicht auf sie beschränkt, Transistoren 104, 106 und 108 sind so geschaltet, daß die an
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ihnen anliegende Vorspannung von den Werten der Widerstände 118, 120 und 122 abhängt. Der durch diese drei Transistoren
fließende Strom steigt bzw. fällt mit der Spannung der Spannungsquelle, doch bleiben die relativen Stromwerte unverändert.
Dies ist wichtig, da die Kollektoranschlüsse der Transistoren 104, 106 und 108 mit den Stiften 5 bzw. 6 bzw.
12 des Phasendetektors verbunden sind. Die durch Stifte 6 und 12 fließenden Ströme sind gleich und gleichen ebenfalls
dem durch Stift 5 fließenden Strom, wenn das Eingangssignal
Null am Phasendetektor auftritt. Wenn ein Zwischenfrequenzsignal
an die Eingangsklemmen 1 und 10 des Phasendetektors angelegt wird, ändern sich die durch Stifte 6 und 12 fließenden
Ströme. Der eine Strom nimmt zu, der andere ab, und der Betrag der Zunahme bzw. der Abnahme ist eine Punktion der
Differenz der an Eingangskleinmen 1 und 10 angelegten Spannungen. Die Eingangesignale stammen von der gleichen Quelle
(Zwischenfrequenzsignal des Empfängers), doch werden sie über eine Begrenzerstufe an die eine Klemme angelegt. Die Eingangsspannung wird direkt an die andere Klemme angelegt, sodaß
die effektive Eingangsspannung des Phasendetektors gleich
ist der Spannung, um die die direkten Signale größer sind als die begrenzten Signale. Eine Spannungsdifferenz kann nur
dann auftreten, wenn ein Signal auftritt. Phasendetektor gibt damit Ausgangssignale an seinen Klemmen 6 und 12 ab,
wenn Zwischenfrequenzsignale am Eingang auftreten, jedoch werden die Ausgangssignale zu Null, wenn Zwischenfrequenz-
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eingangssignale fehlen. Ausgangssignale treten damit immer
an Klemmen 6 und 12 auf, wenn im Empfänger Energie von der Sendestation erscheint; die Signale beginnen jeweils am
Beginn des Eingangsimpulses und enden zu dem Zeitpunkt, an
dem dar Eingangs impuls endet.
Die an Stiften 6 und 12 des Phasendetektors auftretenden Signale sind asymmetrische Ströme. Die Transistoren 106 und
114 sowie 108 und 110 haben zur Aufgabe, die Polarität der Spannung zu verändern, wenn die Asymmetrie der Ströme einen
gewissen Schwellwert übersteigt.
Die Transistoren 106 und 108 durchfließenden Ströme ändern sich nicht bei Veränderungen der Amplitude des Zwischenfrequenzsignals.
Die diese Transistoren durchfließenden Ströme sind festgelegt durch die relativen Vierte der Vorwiderstände
und der an der positiven Klemme auftretenden Versorgungsspannung.
Normalerweise ist der vom Kollektor des Transistors 106 abfließende Strom größer als der durch Stift 6 des Phasendetektors
fließende Strom, sodaß Transistor 106 sich im Sättigungsbereich befindet. Das Gegenteil ist der Pail bei
Stift 12 des Phasendetektors und bei Transistor 108. Der aus dem Kollektor des Transistors 108 fließende Strom ist
schwächer als der durch Stift 12 fließende Strom. Die Halbleiteranordnung im Phasendetektor bei Stift 12 ist damit im
Sättigungsbereich. Es wird nun angenommen, daß ein Zwischenfrequenzsignal
an die Eingangsklemme angelegt wird, dessen Amplitude zunimmt. Der Strom steigt in einem der Stifte 6 und
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12 an und nimmt im anderen dieser Stifte ab. Welcher zunimmt
und welcher abnimmt hängt davon ab, wie das Eingangssignal an Stifte 1 und 10 angelegt wird. Wenn die Veränderung so ist,
daß der Strom durch Stift 6 zunimmt und der durch Stift 12 abnimmt, nähert sich der durch Stift 6 fließende Strom dem
aus dem Kollektor des Transistors 106 fließenden Strom. Der durch Stift 12 fließende Strom nimmt ab, sodaß er in seiner
Stärke dem vom Kollektoranschluß des Transistors 108 abfließenden Strom entspricht. Wenn die Stift 6 und Transistor 106
durchfließenden Ströme sich ausreichend verändern, sodaß der durch Stift 6 fließende Strom größer als der bei Transistor
106 auftretende Strom ist, geht die am Kollektoranschluß des Transistors 106 auftretende Spannung vom hohen auf den niederen
Wert. Die Spannung ändert dabei ihr Vorzeichen von positiv zu negativ. Das umgekehrte ist am Anschlußpunkt des Stifts 12
und am Kollektoranschluß des Transistors 108 der Pail. Wenn
der Stift 12 durchfließende Strom erhöht wird und die Stärke des Stroms durch Transistor 108 erreicht, ändert sich das
Vorzeichen der am Kollektor des Transistors 108 auftretenden Spannung von negativ zu positiv.
Die Stifte 6 und 12 des Phasendetektors sind mit den Anschlüssen 136 bzw. HO über abtrennende Dioden 134 und 138
verbunden. Die an Anschlüssen 136 und 140 auftretenden Signale werden als Tastsignale verwendet. In einer Sender-Smpfänger-Einheit
kann deshalb das an Klemme 136 auftretende Signal zur Tastung der Senderschaltung benutzt werden; das an Klemme
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auftretende Signal kann dagegen als Taste bzw. Schalter für die Empfängerschaltung dienen.
Stift 6 des Phasendetektors ist mit einem Ende eines aus Widerständen 152 und 154 aufgebauten Spannungsteilers verbunden.
Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände ist mit dem Umschaltanschluß S einer Flip-Flop-Stufe 170 verbunden. Der
Anschluß 12 des Phasendetektors ist mit einem Ende eines Spannungsteilers verbunden, der aus Widerständen 162 und 164
besteht und zum negativen Pol der Stromversorgung geht. Die Verbindungsstelle dieser beiden Widerstände ist mit einer
Ausgangsklemme und der Rückstellklemme der Flip-Elop-Stufe
170 verbunden, die zur Ausbildung des rekonstruierten Informationsimpulses dient und Ausgangsimpulse an die Q und Q
Klemmen abgibt. Die von diesen Klemmen abgenommenen Ausgangssignale werden an weitere Demodulatoren angeschlossen, in
denen analoge und digitale Daten erhalten werden können. Dies ist in Figur 5 dargestellt.
Ehe nun Figur 5 behandelt wird ist zu bemerken, daß bei Veränderungen der am Kollektoranschluß des Transistors 106
auftretenden Spannung infolge des Auftretens eines Eingangsimpulses am Phasendetektor die an dem Basisanschluß des
Transistors 112 anliegende Spannung sich mit der durch Kondensator
150 und Widerstand 148 gegebenen Zeitkonstante ändert. Dies hat zur Folge, daß am Widerstand 146 Spannungsimpulse
mit einer Zeitkonstanten auftreten, deren Länge kleiner ist als die Breite des Zwischenfrequenz-Eingangsimpulses. Die an
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diesem Widerstand auftretende Spannung wird an den Eingang des Filters 144 zur automatischen Verstärkungsregelung angelegt.
Die Größe der Steuerspannung am Ausgang dieses Filters
hängt damit nicht von der Breite des Zwischenfrequenz-Bingangsimpulses
ab. Da andrerseits die Stärke der Ströme im Phasendetektorkreis von der Amplitude der Signale abhängt,
ändert sich die Spannung der automatischen Verstärkungsregelung mit der Amplitude der Signale.
Die Ausgangsspannung des Filters zur automatischen Verstärkungsregelung
ist damit eine Spannung, deren Amplitude von der Amplitude der empfangenen Signale abhängt, die
jedoch unabhängig von der Impulsbreite oder der Impulsbreitenmodulation
der empfangenen Signale ist. Die Ausgangssignale des Filters werden an Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers
angelegt, um zu gewährleisten, daß die den Phasendetektor
erreichenden Signale gleiche Amplituden haben. Der Betrieb des Umhüllungsdetektors ist damit praktisch unabhängig von
der Amplitude der empfangenen Signale.
Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Modulation und Demodulation ist darin zu sehen, daß die Übertragung von
bis zu 6 Kanälen mit Information zwischen zwei Stationen mit einer einzigen Übertragungsfrequenz möglich ist. Dazu muß
nur die Übertragungszeit der Impulse von den verschiedenen
Stationen in diesem System verkürzt werden, ohne daß der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Impulse in einer
Einzelstation verändert werden muß. Die gesamte von einer
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Station an eine andere ausgesandte Information kann erhalten werden, obwohl die Zeit der tatsächlichen Datenübertragung
von einer Station zur anderen nur ein Achtel der gesamten Übertragungszeit beträgt, vorausgesetzt, daß die Übertragung
über viele kurze Intervalle während der gesamten ü'bartragungszeit
verteilt ist. Das bedeutet, daß bis zu acht verschiedene Stationen über eine einzige Trägerfrequenz in Verbindung
stehen können, wenn nur die Stationen nacheinander und wiederholt in sehr kurzen Zeitintervallen in Betrieb sind.
Figur 5 zeigt das Blockschaltbild einer Sender-Empfänger-Einheit,
die in einem solchen System verwendet werden kann. Eine Duplexstufe 300 ermöglicht die Verwendung einer einzigen
Antenne 302 für das Senden und den Empfang. Beim Empfangsbetrieb
gehen Signale von der Antenne durch die Duplexstufe an einen Hochfrequenzverstärker 304. Die verstärkten Signale
werden an eine Mischstufe 306 abgegeben, wo sie den Signalen eines Mischoszillators überlagert werden; in der vorliegenden
Ausführungsform werden die Signale des Mischoszillators von
einem Hauptoszillator 308 erzeugt. Die sich bei der Überlagerung ergebende Differenzfrequenz wird abgegriffen und an
den Zwischenfrequenzverstärker 312 abgegeben. Die Ausgangssignale
des Zwischenfrequenzverstärker werden direkt an den Hülldetektor 314 abgegeben; ein Teil der Ausgangssignale wird
über eine Begrenzerstufe 316 dem Detektor zugeführt. Bei der Begrenzungsstufe, dem Hülldetektor und dem PiIter 318 für
automatische Verstärkungsregelung kann es sich um die in Figur
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4 dargestellten Teile handeln. Der Hülldetektor liefert die Umhüllende der übertragenen Signale.
Wenn die Hinterkante der in Hülldetektor 3H rekonstruierten
Impulsumhüllenden unmoduliert ist, ergibt sie ein
Zeitmarkensignal. In diesem Fall werden die Ausgangssignala
des Hülldetektors an eine Klemme D angelegt. Klemme D stellt die Quelle von Zeitmarkensignalen dar, wenn die Sender-Empfänger-Einheit
als Außenstation verwendet wird und von Zeitmarkensignalen gesteuert wird, die von einer Basisstation
oder einer anderen Quelle ausgesandt werden. Wenn die in Figur 5 dargestellte Sender-Empfänger-Einheit als Basisstation verwendet wird, erscheinen Zeitmarkensignale an
Klemme C.
Ausgangssignale des Hülldetektors werden auch an eine Flip-Flop-Stufe 320 angelegt, in der eine Trennung der Modulation
durch die Vorderkante und die Hinterkante stattfindet. Die Vorderkante der Umhüllenden kann moduliert sein, und
diese Modulationsart wird am Q-Ausgang der Flip-Flop-Stufe
320 erhalten. Die Signale werden an die monostabile Flip-Flop-Stufe 321 angelegt, deren Ausgangssignale an Phasendetektor
322 gelangen. Bei diesem Phasendetektor kann es sich
beispielsweise um ein exklusives ODER-Gatter 330 handeln. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-Stufe 320 entspricht der Hinterkante
der rekonstruierten Umhüllenden. Auch diese AusgangsSignaIe
werden an eine monostabile Flip-Flop-Stufe 323 und dann an
einen Eingang des Gatters 330 angelegt. Ein Gattersignal, das
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ein vom Hauptoszillator 308 erhaltenes, in Teilern 310 und 324 unterteiltes Zeitmarkensignal ist, wird an den anderen
Eingang des exklusiven ODER-Gatters 33O angelegt. In Figur
5 ist die Verbindung mit der Teilerstufe über Klemme C hergestallt.
Die Ausgangesignale des Phasendetektors 322 werden in
einem Tiefpaßfilter 326 gefiltert, und die niederfrequente Information, beispielsweise ein Sprachsignal, wird an eine
Einheit 328 zur Wiedergabe von Analogdaten, beispielsweise einen Kopfhörer oder Lautsprecher, angelegt.
Wenn die Hinterkante der Impulse, die von der Sender-Empfänger-Einheit
der Figur 5 empfangen werden, zeitlich mit Dateninformation moduliert ist, werden diese Daten am Eingang
des Gatters 330 erhalten. Die Ausgangssignale dieses Gatters werden an eine Einheit 332 zur Verarbeitung digitaler Daten
geführt; bei dieser Einheit handelt es sich im wesentlichen um eine Decodierungsvorrichtung. In einem Anwendungsfall der
vorliegenden Erfindung v/ird der Code der empfangenen Daten mit einem Code, der in einem Innenspeicher gespeichert ist,
verglichen. Das System umfaßt Einrichtungen, die in bestimmter Weise ansprechen, wenn die Coden übereinstimmen, und die
in anderer Weise ansprechen, wenn keine Übereinstimmung
vorliegt.
Der Detektor 3I4 muß ein Eingangssignal mit gleichförmiger
Amplitude zugeführt bekommen, wenn die Umhüllende mit großer Genauigkeit nachgebildet werden soll. Dies läßt sich
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leicht durch die Verwendung einer automatischen Verstärkungsregelung
erzielen. Ein spezielles Verfahren, mit dem erreicht werden kann, daß die Spannung der automatischen Verstärkungsregelung
unabhängig von Änderungen der Impulsbreite ist, wurde oben beschrieben. Die Ausgangs signale des Puters 313
zur automatischen Verstärkungsregelung werden sowohl an die Hochfrequenzverstärker als auch an die Zwischenfrequenzverstärker
des Empfängers angelegt.
Der Senderteil der Sender-Empfänger-Einheit enthält einen Hauptoszillator 308 und verschiedene Puffer- und Verstärkerstufen,
die in der Zeichnung durch den einzigen Block 340 dargestellt sind. Der Hauptoszillator 308 liefert Zeitmarkensignale,
die zur Steuerung und Taktung verschiedener Punktionen benötigt werden. Hierzu und zur Abtrennung der Signale
wird die Oszillatorfrequenz so gewählt, daß sich ihr Wert von der Oszillatorfrequenz unterscheidet, die gewählt würde, wenn
der Oszillator nur zur Erzeugung des Trägersignals verwendet würde. Im vorliegenden Fall werden die Ausgangssignale des
Oszillators einem Teiler 310 und einer Mischstufe 342 zugeführt,
in der die Signale des Hauptoszillators und ein Ausgangssignal der Teilerstufe 310 gemischt werden, um das
Trägersignal oder einen ganazahlgigen Bruchteil desselben zu ergeben; dieses Signal wird dann in einem aus einer Prequenzvervielfacherstufe,
Pufferstufe und Endverstärkerstufe bestehenden Block 340 vervielfacht.
Die auf das Trägersignal aufzubringende Information wird
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hinzugefügt, indem man den Träger impulsmäßig tastet und die Impulsbreite moduliert. Die Impulse werden durch Ein-
und Abschalten des Trägers durch ein Tastsignal erhalten, das an Verstärker 340 über ein Filter 350 für das Tastsignal
von der Einheit 352 sur tastung des Modulators erhalten wird.
Bei Einheit 352 kann es sich um den in Figur 3 dargestellten Modulator handeln. Die G-attereinheit 354 für die Tastung
entspricht dem exklusiven ODER-G-atter 23« Flip-Flop-Stufe
356 entspricht der Flip-Flop-Stufe 20, und Flip-Flop-Stufe 358 entspricht Flip-Flop-Stufe 21. Der Sägezahngenerator
für die Vorderkante ist mit 360 bezeichnet, während der für die Hinterkante mit 362 bezeichnet ist. Der Schalter 364
entspricht Schalter 46. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Figur 5 kein Schalter 60 entsprechender Schalter eingezeichnet.
Der Schalter wird vielmehr dadurch erhalten, daß die verschiedenen Einheiten entweder an die C- oder D-Klemmen
angeschlossen sind, wodurch Zeitmarkensignale vom internen Hauptoszillator bzw. den emfangenen und nachgewiesenen
Signalen abgeleitet werden.
Die Ausgangssignale der Taststufe werden an die Mischstufe
und die Hochfrequenz- und Zwischenfrequenz-Verstärkerstufen angelegt, sodaß der Verstärker in den Zeitabschnitten
abgeschaltet wird, in denen der Sender seine Impulse erzeugt und aussendet. Die Umschaltung vom Sendebetrieb zum Empfangsbetrieb geht so schnell vor sich, daß die Sendeenergie ihren
Weg in die abgestimmten Kreise des Empfängers finden und
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momentan als Resonanzenergie in Resonanzkreisen gespeichert "werden kann. Wenn diese Energie als Resonanzenergie nach der
Umschaltung zum Empfangsbetrieb weiter vorhanden ist, kann es zur Interferenz mit den empfangenen Signalen kommen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch Verwendung abgestimmter Verstärker in den Verstärkerstufen des Empfängers
gelöst; die abgestimmten Verstärker sind in Figur 6 dargestellt, in der Schaltungen zur Spannungserzeugung und andere
Hilfskreise weggelassen sind, um das Verständnis des Arbeitsprinzips zu erleichtern. Transistoren 400 und 402 sind als
Oifferentialverstärker geschaltet. Die Kollektoren dieser
Transistoren sind an die gegenüberliegenden Enden eines Oszillatorkreises geschaltet, der aus Spule 404 und den
miteinander in Reihe und parallel zur Spule geschalteten Kondensatoren 406 und 408 besteht. Die Emitteranschlüsse
dieser Transistoren sind mit einem gemeinsamen Eingangspunkt verbunden, an dem die Schaltung über einen Transistor 412
ausgesteuert wird. Der Kollektor dieses Transistors ist mit Punkt 410 verbunden, während der Emitter über einen Vorwiderstand
414 an Erde gelegt ist. Die Aussteuerung findet über ein Eingangssignal statt, das zwischen dem Basisanschluß
und Erde auftritt. Die Schaltung hat damit einen hohen Q-]?ak~ tor und einen sehr niedrigen Verstärkungsgrad. Die Verstärkung
läßt sich erhöhen und die Selektivität der Schaltung kann verbessert werden, wenn man die Basis eines der Transistoren
400 und 402 parallel zur Eingangsschaltung des
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Transistors 412 betreibt. Die Basis des Transistors 402 ist an negatives Potential angeschlossen. Diese Schaltung ist
allgemein zweckmäßig. In der in Figur 5 dargestellten Sender-Empfänger-Einheit ergibt die Schaltung sehr hohe Verstärkung
ohne daß hiarsu eine ausgedehnte Abschirmung notwendig ist.
Zum Ein- und Abschalten des Verstärkers muß nur eine Vorspannung an Transistor 412 erzeugt werden, sodaß er gesperrt wird.
Erreicht wird dies, indem man ein positives Potential an Klemme 416 anlegt, die über Vorwiderstand 418 mit dem Kollektor
verbunden ist. Von Taststufe 354 stammende positive Impulse werden an Klemme 416 angelegt. Der Stromfluß durch
Transistoren 400 und 402 wird damit abgeschaltet. Unabhängig von den zu diesem Zeitpunkt im Oszillatorkreis herrschenden
Bedingungen sind die in den beiden Hälften der Spule 404 fließenden Ströme gleich groß und wirken so gegeneinander,
daß das Aufschaukeln von Resonanzschwingungen in der Schaltung unterdrückt wird.
Das in Figur 5 dargestellte Filter 350 für die Tastung ist ein Tiefpaßfilter, das den Frequenzbereich der an die
Modulatorstufen des Senderverstärkers 340 angelegten, in ihrer Impulsbreite modulierten Signale begrenzt. Durch die
Modulation der Impulsbreite werden mehrere Seitenbänder oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz erzeugt; diese
Seitenbänder sind voneinander durch die Impulsfolgefrequenz, im vorliegenden Fall 3 kHz, getrennt. Betrachtet man die
Veränderung der Impulsbreite mit einem Spektralanalysator,
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so ergibt sich, daß sie einen ähnlichen Effekt wie Frequenzmodulation
oder Phasenmodulation ergibt, Modulationsseitenbänder
erscheinen um jedes der Seitenbänder, das sich aus der Grundimpulsmodulation ergibt. Wenn die Veränderung der Impulsbreite
nur einen kleinen Teil der gesamten Impulsbreite ausmacht, ist der Effekt vergleichbar einer sehr schmalbandigen
Frequenzmodulation der Seitehbänder der Impulsfrequenz. Die Amplitude der durch die Impulsbreitenmodulation erzeugten
Seitenbänder ändert sich oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz und ergibt mehrere Seitenschleifen. Uur die Hauptschleife,
bei der die Trägerfrequenz das Zentrum bildet, wird zur guten Übertragung und. Wiedergewinnung von Signalen benötigt.
Filter 350 ist ein Tiefpaßfilter, das Harmonische des Modulationssignals unterdrückt und damit nur die Ausbildung
des Hauptbandes zuläßt. Der Effekt gleicht damit dem, der durch Verwendung eines sehr schmalen Bandpaßfilters mit
stellen Flanken erhalten wird, das auf der Trägerfrequenz arbeitet. In dem dargestellten System, in dem die Impulsfolgefrequenz
3 kHz beträgt und in dem eine Kante der Impulse mit Sprachfrequenzen zwischen 100 und 3000 Hz moduliert ist,
während die andere Kante der Impulse mit digitalen Signalen mit einer Taktfrequenz von 1 kHz moduliert ist, beträgt die
Bandbreite des Hauptbandes etwa 20 kHz oder etwa 100 Mikrosekunden.
Die oben beschriebene Modulations- und Demodulationsweise
ermöglicht zwischen Stationen die Übertragung eines Sicher-
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lieitssignals zusätzlich, zur anderen Information in der Form
von Sprachsignalen, Meßsignalen von Meßfühlern, digitalen Daten, und anderer Arten veränderlicher Information. Die
miteinander in Verbindung stehenden Stationen können als System mit u-eheiminformation zusammengeschaltet werden. In
dieser Übertragungsstrecke sendet eine Station Zeitmarkensignale aus, während die andere Station Identifikationsinformation
aussendet. Die die Identifikationsinformation aussendende
Station muß so angeordnet sein, daß sie ihre veränderliche Information beim Fehlen von Zeitmarkensignalen nicht
aussendet. Die die Zeitmarkensignale aussendende Station darf diese Signale oder irgendeine andere veränderliche Information
beim Fehlen von IdentifikationsSignalen der Empfangsstation nicht aussenden.
In einem übertragungssystem mit einer Basisstation und
mehreren Außenstationen kann Geheimhaltung oder Abschirmung nach außen dadurch aufrechterhalten werden, daß man jede
Außenstation so ausbildet, daß sie ankommende Signale nur dann demoduliert, wenn ein Träger bei der abgehörten Frequenz auftritt
und wenn ein von der Außenstation erkannter Identifikationskode an sie übertragen worden ist. In dem in Figuren 7
und 8 dargestellten schnurlosen Telefonsystemen wird ein Besetztzeichen erzeugt und an den Telefonhörer der Außenstation
angelegt, falls ein Signal für die automatische Verstärkungsregelung im Empfänger erzeugt wird, "am damit das Vorhandensein
eines Trägers oder eines mit Impulsen modulierten Trägersignals
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anzugeben, das jedoch an der Vorderkante des Basisstationsimpulses
eines die Außenstation identifizierenden Kodesignals nicht moduliert ist. Wenn das Trägersignal und der Kode
gleichzeitig in der Außenstation empfangen werden, wird eine Verriegelungsschaltung in der Au3enstation entsperrt, sodai3
ihr Demodulator für den Sicherheitskode in eine Kodierungsschaltung für den Sicherheitskode umgewandelt wird. Der Sicherheitskode
wird an von der Außenstation übertragenen Impulsen als Modulation der Impulsbreite an der Hinterkante der Impulse
angelegt. Beim Empfang des Kodesignals durch die Basisstation wird ihre Kodierungsvorrichtung für den Sicherheitskode in
eine Entkodierungsvorrichtung für den Sicherheitskode umgewandelt, und der Sicherheitskode muß vom Empfänger empfangen
werden, oder die Basisstation hört zu senden auf. Ein Besetztzeichen kann damit an der Außenstation nur erzeugt werden,
ehe die Verbindung hergestellt worden ist; kein Besetztzeichen kann empfangen werden, nachdem die Verbindung hergestellt
worden ist, obwohl die Basisstation die Übertragung des Sicherheitskodes zu dem Zeitpunkt abbricht, an dem die Verbindung
hergestellt worden ist. Diese Art der Übertragung ist in öffentlichen Übertragungssystemen mit Geheimhaltung und in
schnurlosen Übertragungssystemen zweckmäßig. Letztere Anwendungsart
ist leichter zu verstehen und ist zur Erläuterung und Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet worden.
Beim Verständnis dieser Anwendungsart kann der Durchschnittsfachmann die Erfindung auch auf den Fall der Geheimhaltungs-
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bedürftigkeit ausdehnen.
figuren 7 und 8 zeigen eine Basisstation und eine Außenstation
eines Telefonsystems, in dem mehrere Außentelefone mit jeweils eigener Telefonnummer und einer getrennten Telefonleitung
über eine einzige Basisstation mit der jeweiligen anderen Leitung verbunden werden. In dem dargestellten Beispiel
besteht das System aus zwei schnurlosen Außentelefonen, von denen jedes seine eigene Telefonnummer hat. Das Außentelefon
E soll Anrufe ampfangen, die über Telefonleitung E einlaufen, und soll abgehende Nachrichten über Telefonleitung E übertragen.
Außentelefon F soll Anrufe über Telefonleitung F empfangen bzw. über diese Leitung Antworten aussenden. Die beiden Telefonleitungen
E und F sind an eine einzige Basisstation geführt, und eine Verbindung zwischen der jeweiligen Telefonleitung
und der richtigen Außenstation wird über die Basisstation
hergestellt. Da die beiden Außenstationen gleich sind bis auf die unterschiedlichen in den Speicherabschnitten der
jeweiligen Kodierungs- und Entkodierungsstufen enthaltenen
Rufnummern, muß nur eine Außenstation beschrieben werden. Außentelefon E ist in Figur 8 dargestellt. Figur 7 zeigt die
Basisstation und ihren Anschluß an Telefonleitungen E und F. Außeneinheit F ist nicht dargestellt.
Das Telefonsystem arbeitet in der folgenden Weise: a) Ein Anläutsignal in Telefonleitung E wird von der Basisstation zusammen mit einem mit der Telefonnummer oder einer
anderen identifizierenden Hummer moduliertem Impuls an das
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Außentelefon E übertragen;
"b) das in Telefonleitung E auftretende Anläutsignal wird
nicht am Außentelefon i1 gehört;
c) nach Abheben des Hörers oder einer anderen Betätigung dsr Betriebsschalter beginnt Außenstation E Impulse zu übertragen,
die mit der Telefonnummer oder einer anderen identifizierenden Nummer moduliert sind; Zeitmarkensignale dienen
dazu, die zeitliche Abfolge des Hörens und Empfangene zu steuern;
d) die Basisstation und die Außenstation E wechseln mit der Impulsfolgefrequenz beim Hören und Sprechen (Senden) ab;
diese Vorgänge finden ständig statt, solange die Verbindung aufrechterhalten wird;
e) in der Zeit, in der die Verbindung zwischen der Basisstation und der Außenstation E aufrechterhalten wird, ergibt
das Abheben des Hörers bei der Außenstation 3? ein Besetztsignal am Hörer;
f) ein abgehender Telefonanruf kann von jedem Außentelefon eingeleitet werden, wenn der Hörer zu einem Zeitpunkt
abgehoben wird, an dem kein Trägersignal von einer anderen
Einheit des Systems ausgesandt wird und an der Station, an der der Hörer abgehoben wurde, empfangen wird;
g) die Außenstation enthält Einrichtungen zur Erzeugung von Zeitmarkensignalen, falls die Zeitmarkensignale nicht
von der Basisstation empfangen werden, so wenn ein Anruf von der Außenstation aus erfolgt;
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h) die Außenstationen sind so aufgebaut, daß sie die
Erzeugung von Zeitmarkensignalen beim. Empfang eines Träger-Signals,
das mit der Telefonnummer oder identifizierenden Nummer der entsprechenden Außenstation moduliert ist, abbrechen.
Die in Figur S dargestellte Außenstation 600 enthält die
in Figur 5 dargestellte Sender-Empfänger-Einheit, die in Figur 8 als Block 602 eingezeichnet ist. Da die einzelnen Teile
im folgenden erwähnt werden, ist der Block in einen digitalen Datenverarbeitungsabschnitt 606, einen analogen Datenverarbeitungsabschnitt
608 und einen weiteren Abschnitt 610 ("Yorderanstieg")
des Modulators, der die Modulation der Vorderkante des Ausgangsimpulses der Basisstation bewirkt, unterteilt.
In einem tatsächlich verwendeten System können die identifizierenden
digitalen Koden im gleichen Gerät erzeugt und erkannt werden. Zur Erleichterung der Darstellung sind die
beiden Geräte in Figuren 5 und 8 getrennt dargestellt. Der in Figur 5 dargestellte, als digitale Datenverarbeitung bezeichnete
Block 320 stellt ein einziges Gerät dar, das das Kodesignal
erzeugt, das dann an die in Figur 5 dargestellte Einheit 380 zur Modulation des Hinteranstiegs angelegt wird; das in
Figur 5 mit 380 bezeichnete Gerät ist das gleiche Gerät und liefert in diesem Fall identifizierende Information an den
Modulator des vorderen Spannungsanstiegs. In Figur 8 ist das Gerät 606 zur digitalen Verarbeitung gleich dem Gerät 612, das
mit "Kodierung E" bezeichnet ist, und ist ebenfalls identisch mit Gerät 614, das mit "Kodierung F" bezeichnet ist.
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Neben der Sender-Empfänger-Einheit 602 und den Kodierungseinrichtungen
612 und 614 enthält die Basisstation die Telefonleitung E, die an eine Anläutnachweisstufe 616 angeschlossen
ist. Die primären Ausgangssignale dieser Stufe werden zur Betätigung des Schalters 613 verwendet, larch dsn die Koäierungsstufe
E kodierte Signale an einen Richtkoppler 620 anlegt. Andere, bei G- auftretende Ausgangs signale schalten die Sender-Empfänger-Einheit
an, falls sie noch nicht eingeschaltet ist. Die Ausgangssignale des Eichtkopplers werden dazu benutzt,
die Vorderkante der in der Basisstation erzeugten Impulssignale zu modulieren. Dazu werden die in Leitung 609 auftretenden
Ausgangssignale des Richtkopplers zur Steuerung des "Vorderanstiegs" des Modulators eingesetzt. Mit dieser Anordnung
sendet die Basisstation Signale in Intervallen aus, in denen das Anläutsignal in Telefonleitung E auftritt. In diesem
Zeitabschnitt sendet die Basisstation eine Impulsfolge aus, und die Vorderkanten der Impulse sind in ihrer Breite mit
dem Identifikationskode der Außenstation E moduliert. Die Basisstation setzt ihren Betrieb in dieser Weise fort, bis
keine Anläutsignale mehr empfangen werden, beispielsweise wenn der Anrufer auflegt, oder wenn der Hörer in der Außenstation
E abgenommen wird. Beim Abheben des Hörers sendet die Außenstation ein Signal in der Form von Impulsen aus, die
zwischen die von der Basisstation ausgesandten Impulse eingeschoben
sind. Eine Kante dieser Impulse ist mit einem Kodesignal moduliert, das die Telefonnummer oder eine andere
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identifizierende Kenngröße der Außenstation kennzeich.net.
Die in dieser Weise modulierten Impulse werden von der Basisstation empfangen, in der sie demoduliert werden. Die
digitalen Daten werden im Abschnitt 606 der Sender-Empfängerüinheit
der Basisatation verarbeitet. Die Information wird
dann an eine Vergleichsstufe angelegt, die die empfangenen digitalen Daten mit den im Speicher der Kodierungseinrichtung
E enthaltenen Daten vergleicht. Wenn die Koden übereinstimmen, werden Ausgangssignale von Vergleichsstufe 626 über
Leitung 628 an ein Gabelumschalterrelais übertragen, das den Gabelschalter 622 schließt, um damit eine Verbindung zwischen
Leitung E und dem Richtkoppler herzustellen. Das Telefonsystem
umfaßt ferner Vorrichtungen, mit denen das Schließen des Gabelumschalters nachgewiesen wird, und die ferner
anzeigen, daß Anläutsignale nicht mehr verarbeitet werden sollen.
Die Ausgangssignale der Einheit 606 für die digitale
Datenverarbeitung in der Basisstation wurden den Wert KuIl annehmen, falls die Außenstation E ihren Identifikationskode
nicht mehr aussendet. In diesem Fall wurden Ausgangssignale
von der Vergleichsstufe 626 fehlen und das Gabelumschalterrelais würde abgeschaltet, um dadurch den Gabelumschalter
zu unterbrechen.
Eine entsprechende Xodierungseinrichtung, Anläutnachweisstufe,
Vergleichsstufe, ein entsprechender Gabelumschalter und Richtkoppler sind der Telefonleitung ί1 zugeordnet.
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Der Betrieb läuft in der gleichen Weise wie der unter Bezugnahme
auf Leitung E beschriebene Betrieb ab.
Pigur 8 ist ein Blockschaltbild einer Außenstation, nämlich
der Außenstation E. Diese Außenstation hat eine Sender-Empfängar-Einheit
der in .Figur 5 dargestellten Art, die in Pigur 8 durch den Block 700 angedeutet ist. Dazu gehören ein
Hülldetektor 702, eine Schaltung 704 zur Erzeugung von Signalen
zur automatischen Verstärkungsregelung, ein Abschnitt 706 zur Verarbeitung digitaler Daten, ein Abschnitt 708 zur Verarbeitung
analoger Information, ein Abschnitt 710 für den Vorderanstieg der Modulators, und ein Abschnitt 712 für den rückseitigen
Modulationsabfall. Wie vorher ist die Kodierungsstufe 714 getrennt vom Abschnitt digitaler Daten dargestellt.
Der Anschluß an den Modulator geschieht über ein Anläutgatter 734. Zur Einheit gehört ferner ein Apparat 716, der ein Mikrofon
718 und einen Kopfhörer oder Lautsprecher 720 aufweist.
Eine Flip-Flop-Stufe 722 wirkt als Verriegelungsschaltung.
Schalter 724 wird in Zeitabschnitten geschlossen, in denen die Außenstation auf Anläutsignale wartet, ist dagegen geöffnet,
wenn die Außenstation senden soll. Die Einheit umfaßt ferner ein Gatter 705 mit drei Eingängen, von denen einer Eingangssignale von den Ausgangssignalen des Hülldetektors 702 zugeführt
bekommt, die die Vorderkante eines empfangenen Impulses kennzeichnen. Ein zweites Ausgangssignal wird vom Filter 704
für die automatische Verstärkungsregelung erhalten. Die dritten Eingangssignale des Gatters werden von einem Oszillator
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726 erhalten, dessen Frequenz von der Impulsfolgefrequenz abweicht, wenn eine Steuerung über die von der Basisstation
stammenden Zeitmarkensignale stattfindet. Dieser Oszillator kann beispielsweise 2 kHz-Signale erzeugen, wenn die vom
Hauptoszillator erzeugten Zeitmarkensignale eine Frequenz von 3 kHz haben.
Dieser Oszillator hat zwei Aufgaben: Er liefert Impulsfolgefrequenzsignale,
wenn ein Telefonanruf von der Außenstation aus ausgelöst wird und keine Zeitmarkensignale von der Basisstation
empfangen werden. Ferner legt der Oszillator ein tonfrequentes Signal an den Kopfhörer oder den Lautsprecher des
Apparats an, falls der Hörer abgehoben wird, während ein Träger der richtigen Frequenz empfangen wird, um damit eine Spannung
zur automatischen Verstärlcungsregelung zu erzeugen; dies tritt in dem Fall ein, wenn der Träger kein identifizierendes Kodesignal
aufweist, das Station E identifiziert.
Schalter 724- kann unabhängig vom Telefonhörer betätigt
werden oder kann mit der Bewegung des Telefonhörers koordiniert bewegt werden. In jedem Fall ist dieser Schalter beim
Sendebetrieb offen und beim Empfangsbetrieb geschlossen. Wann
ein Telefonanruf von der Außenstation ausgehen soll, wird Schalter 724 geöffnet. Wenn von Hülldetektor 702 keine Ausgangssignale
empfangen werden, gehen die Ausgangssignale des Oszillators
durch Gatter 705 und gelangen über Leitung 730 an den
Generator 712 für den Anstieg an der Hinterkante und an den Generator 710 für den Anstieg an der Vorderkante.
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Zur Erläuterung des Betriebs des Systems sind verschiedene
Zustände zu betrachten.
1) Ein Anruf geht von einer dritten Partei aus und ist über Leitung E oder P für Außenstation E bzw. P bestimmt:
a) BasiBstation nicht besetzt;
b) Basisstation besetzt;
c) Hörer in Außenstation abgenommen.
2) Anruf geht von einer anderen Außenstation aus:
a) Wenn keine andere Station besetzt ist;
b) Wenn der Hörer in einer anderen Außenstation abgenommen worden ist.
Wie zum Teil oben beschrieben, beginnt im Pail 1a) ein
beispielsweise über Leitung E eintreffender Anruf mit einem Wechselstrom-Anläutsignal, dessen Dauer von der Telefongesellschaft
abhängt, aber häufig eine Länge von einer halben Sekunde ausmacht. Während dieser halben Sekunde wird die Anläutspannung
dazu verwendet, die Sender-Empfänger-Einheit der Basisstation anzuschalten und die Kodierungsstufe für den E-Kode
an einen Richtkoppler anzuschließen, von dem aus das Signal dann zur Modulation der Vorderkante der Impulse verwendet
wird, die den Sender der Basisstation einschalten und abschalten. Wenn, wie oben angenommen, die Impulsfolgefrequenz 3 kHz
beträgt und der Tastzyklus etwa 50 Prozent erreicht, werden
rund 1500 Impulse während der Dauer eines einlaufenden Anläutsignals übertragen. Die Kodierungsstufen E und P können und
werden im vorliegenden Pail über Zeitmarkensignale betätigt,
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sodaß die Vorderkante jedes Tastimpulses mit einem Bit des Identifikationskode moduliert ist. Wenn dieser Kode 20 Bits
umfaßt, so wird er sehr häufig "bei jedem Anläuten wiederholt.
In Station E, in der der Hörer aufgelegt ist (Schalter 724 geschlossen), ergeben die ankommenden Signale eine Spannung
zur automatischen Verstärkungsregelung, die an das Gatter 705 für den Anläut-Oszillator angelegt wird. Außerdem wird
das Signal für die automatische Verstärkungsregelung an eine Verriegelungsschaltung 722 angelegt. Die Ausgangesignale des
Oszillators gehen durch das G-atter 705, wenn eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung an das Satter und über
Verriegelungsschaltung 722 an den Kopfhörer des Telefonhörers angelegt wird. Ein weiteres entsperrendes Eingangssignal
wird der Verriegelungsschaltung zugeführt. Ferner besteht ein Anschluß an den Abschnitt 706 zur digitalen Datenverarbeitung
in der äußeren Sender-Empfänger-Einheit. Die Verriegelung wird gesperrt, sodaß die Anläutsignale den Hörer nur
erreichen, wenn der von der Basisstation ausgesandte Kode mit dem die Station E identifizierenden Kode übereinstimmen.
Wenn die Außenstation eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung erzeugt und der Kode erkannt wird,
treten die Ausgangssignale des Anläut-Oszillators im Hörer
auf, jedoch nur wenn der Hörer aufgelegt ist. Palis niemand den Hörer in der Außenstation aufnimmt, geht das Anläuten
immer weiter, wenn ein Anläutsignal in Leitung E auftritt.
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Wenn der Anrufer auflegt oder der Zeitgeber des Amts die
Abschaltung durchführt, hören die Anlautsignale in Leitung
E und damit in der Außenstation E auf.
Wenn ein Anläutsignal in Leitung E zu einer Zeit auftritt, in der die Basiastation durch das Aussenden an die Außenstation
i1 besetzt ist, wird die Kodierungsstufe E gesperrt und
damit Kode E nicht ausgesamdt.
Wenn der Hörer in der Außenstation E aufgenommen wird, wird die Kodierungsvorrichtung vom Kodierungsbetrieb zum
Entkodierungsbetrieb durch die Zeitmarkensignale, die von der Basisstation ausgesendet werden, zurückgeschaltet. Beim
Betrieb als Kodierungsvorrichtung findet eine Modulation des Spannungsabfalls an der Hinterkante und an der Vorderkante
des Tastimpulses der Außenstation statt. Wenn der Hörer im Zeitabschnitt zwischen Impulsen der Basisstation aufgenommen
wird, hängt der Betrieb für eine kurze Zeit von den in der Außenstation erzeugten Zeitmarkensignalen ab, wie dies auch
der Pail ist, wenn Anrufe von der Basisstation ausgehen. Das wird im folgenden noch erläutert.
Wenn der Hörer der Außenstation zu einer Zeit abgenommen wird, in der ein von der Basisstation ausgesandter Impuls
empfangen wird, wird die zeitliche Abfolge von der Vorderkante des von der Basisstation ausgehenden Informationsimpulses
gesteuert, da diese Kante zur Erzeugung von Zeitmarkensignalen, die an die Gatter des Modulators und Demodulators
angelegt werden, benutzt wird. Die Außenstation sendet
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automatisch. Impulse aus, deren Hinterkanten mit dem Identifikationskode
der Station S moduliert sind. Beim Empfang von Signalen der Außenstation wird in der Basisstation die
Umhüllende dieser Signale nachgebildet, digitale Kodesignale werden demoduliert, und diese Signale warden dann mit
dem in den Kodierungsvorrichtungen der Einheiten E und F vorhandenen Kode verglichen. Da der empfangene Kode mit dem
gespeicherten Ε-Kode in Vergleichseinheit 616 übereinstimmt,
wird ein Signal erzeugt, um den Gabelumschalter zu schließen ("Abheben"). Die Einrichtungen des Fernamts sprechen darauf
damit an, daß sie die Anläutsignale abbrechen, sodaß Schalter 618 geöffnet bleibt. Kur-die Sprachsignale des Anrufers
erreichen den Richtkoppler, um über ihn an den Modulator
für die Vorderkante geführt zu werden. Der Richtkoppler erhält demodulierte Sprachsignale vom Empfänger der Basiseinheit
und legt diese an die Telefonleitung E an.
Palis der Anrufer auflegt, ehe der Teilnehmer in der
Außenstation auflegt, wird vom Amt ein Freizeichen auf die Leitung gegeben, und dieses Freizeichen wird von der Außenstation
wie jedes andere einlaufende tonfrequente Signal empfangen. Wenn der Teilnehmer in der Außenstation auflegt,
hört die Außenstation auf, ihren Identifikationslcode auszusenden. Der Vergleich wird in Vergleichsstufe 626 unterbrochen
und der G-abelums ehalt er für Leitung E wird geöffnet.
Im Fall 1b) ist die Basisstation besetzt, wenn ein Anruf einläuft. Falls beispielsweise die Basisstation mit
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der Außenstation i1 spricht, während ein Anlaut signal auf
Leitung E erscheint, und falls die Basiseinheit gleichzeitig nur mit einer Außenstation in Verbindung stehen kann, kann
das System so ansprechen, daß es den Anrufer auf Leitung E wissen läßt, daß die Leitung besetzt ist; dazu, wird ein
Besetztzeichen übermittelt. Dies würde jedoch zur Annahme führen, daß jemand zum Betrieb des Telefons in Station E
verfügbar ist und daß diese Person gerade in einem Gespräch ist. Würde man das Anläutsignal einfach andauern lassen, so
würde dies zur Annahme führen, daß in Station E niemand zur Abnahme des Anrufs verfügbar ist. Das kann jedoch ebenfalls
nicht zutreffen. In den Darstellungen der Figuren 8 und 9 würde sich kein Besetztzeichen ergeben. Die Verwendung einer
Kodierungsstufe macht die andere unwirksam, da sie tatsächlich nur eine Einheit sind. Es wird deshalb kein E-Kodesignal
an den Richtkoppler geliefert. Kein E-Kodesignal wird von der Außeneinheit E empfangen, sodaß diese Einheit
keine Signale aussendet und nicht einmal irgendwelche Signale am Hörer auftreten, da Verriegelungsschaltung 722
gesperrt ist.
Pail 1c) bezieht sich auf den Zustand, in dem das Telefon
in der Außenstation zu der Zeit abgehoben wird, zu der ein Anruf oder ein Anläutsignal in einer Leitung in der
Basisstation auftritt. Wenn das Außentelefon abgehoben ist, werden Kodesignale an die Basisstation übertragen. Diese
erkennt den Kode, wird eingeschaltet und überträgt Zeitmar-
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kensignale, um die Verbindung herzustellen. Wenn der Anruf
in der der Außenstation, die gerade arbeitet, empfangen wird, weisen die Einrichtungen des Amts den "abgehobenen"
Zustand des Telefons nach und senden ein Besetztzeichen an den Anrufer. Falls der Anruf für die andere Außenstation
bestimmt ist, v/ird er über die andere Leitung empfangen, wobei die Kodierungsstufe ausgeschaltet wird und der Gabelumschalter
deshalb nicht betätigt wird.
Im Fall 2a) wird der Hörer der Außenstation E abgenommen und Schalter 724 geöffnet. Die Basisstation wird abgeschaltet,
bleibt jedoch im Hörbetrieb. Der Teilnehmer in der Außenstation erwartet beim Abheben des Hörers ein Freizeichen.
Dies tritt tatsächlich auf, da das Abheben des Hörers den Sender der Außenstation in Betrieb nimmt. Die Sendersignale
werden kodiert und von der Basisstation empfangen; sie werden auch mit dem in Kodierungsvorrichtungen Ξ und F
gespeicherten Kode verglichene Da der Kode mit dem E-Kode übereinstimmt, schaltet die Vergleichsstufe den Gabelumschalter
der Leitung E ein. Dadurch wird der Modulator der Basis3tation über den Richtkoppler der Leitung E mit der
Telefonleitung verbunden. Die Basisstation überträgt das Freizeichen an die Außenstation. Der Außenstation-Teilnehmer
kann dann die anzurufende Hummer wählen. Das Wählgatter schaltet die von Kodierungsstufe 7H kommende Modulation
bei der Drehung der Wählerscheibe ein und ab. Es ergibt sich damit eine intermittierende Übertragung von Signalen
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an die Basisstation, und folglich werden Signale intermittierend
an Telefonleitung E über den Richtkoppler, den Gabelumschalter und eine Nachweisvorrichtung angelegt. Eine
Verzögerungsschaltung in der Vergleichsstufe verhindert, daß der Gabelumschalter "aufgelegt" v/ird, obwohl der Identifikationskode durch das Wählgatter unterbrochen v/ird.
Wenn jedoch der Hörer in der Außenstation E abgenommen v/ird, während Station F im Gespräch mit der Basisstation ist,
ertönt nur ein Besetztzeichen im Hörer der Außenstation. In diesem Pail tritt eine Spannung zur automatischen Verstärkungsregelung
auf, die das Gatter des Anläut-Oszillators
entsperrt, sodaß dessen Signale an die Verriegelungsschaltung
durchgelassen werden. Da die Basisstation den P-Kode
aussendet, findet keine Erkennung statt und die Verriegelungsschaltung 722 wird so umgeschaltet, daß der Ton des
AnlautOszillators an den Hörer angelegt wird. Dabei handelt
es sich um das Besetztzeichen.
Das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt, daß mit der Erfindung ein Modulator geschaffen werden kann, der sowohl die Vorderkante
als auch die Hinterkante von Impulsen gleichzeitig relativ zu einer Bezugszeit ausbildet, und zwar als Punktion der
Amplitude von Analogsignalen. Ein Unterschied zu der Ausführungsform der vorher besprochenen Figuren besteht insofern,
als bei ihnen die Hinterkante eine Punktion eines digitalen Signals war.
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Die in Figur 9 dargestellte Schaltungsanordnung läßt sich leicht aus der auf Figur 3 Bezug nehmenden Beschreibung
verstehen. Der linke Teil der Figur 9 entspricht dem linken Abschnitt der Figur 3>
und die Betriebsweise ist die gleiche wie die unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebene. Die der
Figur 3 entsprechenden Teile der Figur 9 sind mit den um erhöhten, aber sonst gleichen Bezugsnummerη wie die der Figur
3 bezeichnet. Im Falle der in Figur 9 dargestellten Schaltungsanordnung werden die Eingangssignale dieses Teils des Modulators
von einem Tiefpaßfilter 480 statt von dem in Figur 3 dargestellten Mikrofon erhalten. Wie im Fall der Figur 3
werden die vom Ausgang des rechten Abschnitts der Figur 9 erhaltenen Ausgangssignale an die löschende Eingangsklemme
C der Flip-Flop-Stufe 421 angelegt, die der Flip-Flop-Stufe
21 der Figur 3 entspricht.
Die gleiche Schaltung ist im unteren Mittelabschnitt der Figur 9 wiederholt, wobei verschiedene Elemente der Schaltung
mit um 400 größeren Bezugsnummern als die entsprechenden Teile der Figiir 3 und mit einem nachgestellten "A" gekennzeichnet
sind. Die dieser Schaltung zugeführten Eingangssignale werden über das Eingangsnetzwerk 428A von einem Tiefpaßfilter
482 geliefert. Die Ausgangssignale dieses Abschnitts des Modulators werden an den Löscheingang der Flip-Flop-Stufe
420 angelegt. Zeitmarkenimpulse werden an die D-Eingänge der Flip-Flop-Stufen mit der Impulsfolgefrequenz und
an das WEDER-IIOCH-Gatter 422 angelegt, das die die Neigung
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einleitenden Signale an die Modulatoren liefert. Das WEDER-MXJH-Gatter 4-73 entspricht dem WEDER-NOCH-Gatter 73
der Figur 3. Die Q-Klemmen der Flip-Flop-Stufen sind an dieses Gatter angeschlossen, um eine Folge von Ausgangsimpulsen
au ergeben, deren Vorderkante von Flip-Flop-Stuxe
421 und deren Hinterkante von Flip-Flop-Stufe 420 moduliert werden.
Die in Figur 9 dargestellte Modulatorschaltung enthält einfach zwei der in Figur 3 dargestellten Analogmodulatorabschnitte.
Die in Blockform im oberen Abschnitt der Figur 9 dargestellten Einrichtungen wurden hinzugefügt, um zu
erläutern, wie eine Impulsbreitenmodulation dazu verwendet werden kann, ein Frequenzband darzustellen, das die Impulsfolgefrequenz
übersteigt. Der Block 484 stellt ein Mikrofon oder eine andere Einrichtung dar, in der Signale im Tonfrequenzbereieh
von 0—6 kHz erzeugt werden. Ein Teil des Signals gelangt über das Tiefpaßfilter 480 an das Eingangsnetzwerk 428 des Modulators. In der vorzugsweisen Ausführungsform hat das Tiefpaßfilter den hochfrequenten Abfallpunkt
bei etwa 3 kHz.
Ein Teil der Eingangssignale von ο - 6 kHz wird an das Hochpaßfilter 486 angelegt, dessen niederfrequente Bandbreitengrenze
bei etwa 3 kHz liegt. Nach dem Durchgang durch das Hochpaßfilter werden die hochfrequenten Komponenten der
Eingangssignale an die doppelt symmetrische Mischstufe 488
zusammen mit 3>5 kHz-Zeitmarkenimpulsen angelegt. Die
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Ausgangs signale der doppelt symmetrischen Misciistufe werden
über Leitung 490 an das Tiefpaßfilter 482 angelegt, dessen Ausgangssignale ihrerseits an das Eingangsnetzwerk 428A
des Analoginodulators für die Hinterkante angelegt werden.
Die Auägangssignals der doppelt symmetrischen Ilisehstufe
sind Signale, deren Frequenz dem Abstand zwischen den Eingangssignalen aus dem Hochpaßfilter und dem 3,5 kHz-Zeitmarkenimpulsen
entspricht. Die Differenzfrequenz liegt unter 3,5 kHz, sodaß ein Tiefpaßfilter den Block 482 bilden muß.
Da die Differenz der Ausgangssignale des Tiefpaßfilters
eine Differenzfrequenz ist, hat es die gleiche Wirkung auf die Veränderung der Hinterkante der Modulatorausgangsimpulse
wie bei einer höheren Frequenz, obwohl das modulierende Signal im tieferen Frequenzbereich liegt.
Beim 1,75 kHz auftretende Ausgangsimpulse werden so moduliert,
daß sie Information enthalten, die als Eingangssignale mit Frequenzen zwischen 0 und 6 kHz erscheint.
Figur 10 ist eine schematische Darstellung des Demodulators, dessen Bestandteile in Blockform eingetragen sind,
da sie den oben beschriebenen Elementen entsprechen. Die Begrenzerstufe 816 entspricht der Begrenzerstufe 316 der
Figur 5. Bei Zwischenfrequenz-Bandpaßfilter 817 handelt es sich um ein bekanntes Filter, und der Modulator 814 entspricht
dem Hülldetektor 314 der Figur 5. Der monostabile Multivibrator 821 wird an der Vorderkante des Eingangsimpulses
ausgelöst und entspricht der Flip-Flop-Stufe 321 der
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Figur 5. Der andere monostabile Multivibrator 823 wird an
der Hinterkante des demodulierten Impulses ausgelöst und entspricht der Flip-Flop-Stufe 323 der Figur 5. Die doppelt
symmetrischen Mischstufen 824, 825 und 826 sind an sich begannt und brauchen nur ein exklusives ODSR-C-atter au enthalten.
Die Tiefpaßfilter 880 und 882 ähneln den in Figur 9 dargestellten Tiefpaßfiltern. Das Hochpaßfilter 886 ähnelt
dem in Figur 9 dargestellten Hochpaßfilter 486. Der summierende Verstärker 890 ist so geschaltet, daß er die Ausgangssignale
des Hochpaßfilters 886 und des Tiefpaßfilters 882 summiert.
Bei der in Figur 10 dargestellten Schaltungsanordnung wird angenommen, daß Signale in der Form von Impulsen, "bei
denen sowohl die Hinterkante als auch die Vorderkante in der unter Bezugnahme auf Figur 9 beschriebenen Weise moduliert
wurden, empfangen und mit dem Oszillatorsignal zur
Mischung überlagert wurden, sodaß die Impulse ein Zwischenfrequenzsignal in der Form von Impulsen ergeben. Dieses
Signal wird an die mit "ZF-EIN" bezeichnete Klemme angelegt. Das Signal erscheint gleichzeitig an der Begrenzerstufe 816
und dem Demodulator 814. Die Ausgangesignale der Begrenzerstufe werden an den Demodulator in der unter Bezugnahme auf
Figur 5 beschriebenen Weise angelegt, doch werden im vorliegenden Fall die Ausgangssignale der Begrenzerstufe durch ein
Zwischenfrequenz-Bandpaßfilter 81? geschickt. Die Ausgangssignale des Demodulators 814 sind nachgebildete Impulse, die
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an die monostabilen Multivibratoren 821 und 823 angelegt
werden. Der monostabile Multivibrator 821 spricht auf die
Vorderkante des demodulierten Impulses an und ergibt einen Impuls, der zusammen mit 3»5 kHz-Zeitmarkenimpulsen der
doppelt symmetrischen Mischstufe 824 zugeführt wird. Angenommen wird, daß die Eingangssignale der Figur 10 den
AusgangsSignalen der Figur 9 entsprechen, da Impulse mit
einer Folgefrequenz von 1,75 kHz auftreten, die ihrerseits moduliert sind, um Information zwischen 0 und 6 kHz zu
umfassen. Die Zeitmarkensignale ergeben zwei Zeitmarken,
nämlich eine, die mit dem Anfang, und eine, die mit dem
Ende des demodulierten Impulses in Beziehung gesetzt werden kann«. Die Ausgangssignale der doppelt symmetrischen Mischstufe 824 sind Differenzsignale, die dem Tiefpaßfilter 8S2 zugeführt werden.
werden. Der monostabile Multivibrator 821 spricht auf die
Vorderkante des demodulierten Impulses an und ergibt einen Impuls, der zusammen mit 3»5 kHz-Zeitmarkenimpulsen der
doppelt symmetrischen Mischstufe 824 zugeführt wird. Angenommen wird, daß die Eingangssignale der Figur 10 den
AusgangsSignalen der Figur 9 entsprechen, da Impulse mit
einer Folgefrequenz von 1,75 kHz auftreten, die ihrerseits moduliert sind, um Information zwischen 0 und 6 kHz zu
umfassen. Die Zeitmarkensignale ergeben zwei Zeitmarken,
nämlich eine, die mit dem Anfang, und eine, die mit dem
Ende des demodulierten Impulses in Beziehung gesetzt werden kann«. Die Ausgangssignale der doppelt symmetrischen Mischstufe 824 sind Differenzsignale, die dem Tiefpaßfilter 8S2 zugeführt werden.
Das demodulierte Signal wird vom Demodulator 814 abgenommen
und einem monostabilen Multivibrator 823 zur Erzeugung eines Impulses zugeführt, der an der Hinterkante des
demodulierten Impulses beginnt. Die Ausgahgssignale des
Multivibrators 823 werden an eine doppelt symmetrische
Mischstufe 825 zusammen mit 3,5 kHz-Zeitmarkensignalen angelegt. Die Ausgangssignale der doppelt symmetrischen Mischstufe sind Differenzsignale, die dem Tiefpaßfilter 880 zugeführt werden. Die Ausgangssignale des Tiefpaßfilters sind
Differenzsignale. Die ursprünglichen Signale werden wieder erhalten, indem man das Signal an die doppelt symmetrische
demodulierten Impulses beginnt. Die Ausgahgssignale des
Multivibrators 823 werden an eine doppelt symmetrische
Mischstufe 825 zusammen mit 3,5 kHz-Zeitmarkensignalen angelegt. Die Ausgangssignale der doppelt symmetrischen Mischstufe sind Differenzsignale, die dem Tiefpaßfilter 880 zugeführt werden. Die Ausgangssignale des Tiefpaßfilters sind
Differenzsignale. Die ursprünglichen Signale werden wieder erhalten, indem man das Signal an die doppelt symmetrische
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Mischstufe 826 zusammen mit 3>5 kHz-Zeitmarkensignalen
anlegt, Die Ausgangssignale entsprechen den usprünglichen
Signalen und werden dem Hochpaßfilter 886 zugeführt. Die Ausgangssignale dieses Hochpaßfilters und die des Tiefpaßfilters
882 werden ^usanuaen an den Sumaierverstärker 890
angelegt, in dem sie summiert werden. Dadurch sind die am Block 892 erscheinenden Ausgangssignale Analogsignale im
Bereich von 0-6 kHz und entsprechen in diesem Beispiel dem 0—6 kHz-Eingangssignal der Pigur 9.
Es wurden zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In einer Ausführungsform wurde die Vorderkante
der übertragenen Impulse mit einem Analogsignal moduliert, während die Hinterkante der Impulse mit einem Digitalsignal
moduliert wurde. In der zweiten Ausfuhrungsform
wurde dargelegt, daß der analoge Modulationsanteil des Modulators nur mit einem Analogsignal hergestellt und abgegeben
werden muß, um die Modulation beider Kanten der übertragenen, mit den Analogsignalen zu modulierenden Impulse
zu erreichen.
Aus der Beschreibung der beiden Ausführungsformen folgt,
daß die vorliegende Erfindung sieh auch in Systemen verwenden läßt, in denen beide Kanten der übertragenen oder ausgesandten
Impulse mit digitaler Information moduliert sind.
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Claims (22)
- Dipl. -1;..».■ft "| 472 Henzenauerstraü· Z 2803396Patentans ρ r ü c h e1, Verfahren zur Erzeugung modulierter Impulse zur Übertragung von einer Außenstation an eine Empfangsstation, wobei die übertragenen Impulse moduliert sind, um Information zu übermitteln, die durch. Vergleich mit einer Reihe in zeitlichen Abständen erscheinender, sowohl an der sendenden Außenstation als auch an der Empfangsstation verfügbarer Zeitmarkensignalen abgeleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Energieimpulsen an der Sendesta— tion durch die Verwendung Impulse bildenden Signalen erzeugt wird, die zu den Zeitmarkensignalen in einer bestimmten Beziehung stehen, um damit die Ausbildung der Vorderkanten und Hinterkanten der Impulse der Reihe einzuleiten, und daß die Zeit der Ausbildung mindestens einer der Impulskanten in Bezug auf die Zeitmarkensignale als Punktion der vom Impuls zu übertragenden Information verändert wird.
- 2. Verfahren zur Herstellung einer Zweiweg-Nachrichtenübertragung zwischen zwei Stationen nur dann, wenn die Verbindung zwischen ihnen hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Zeitmarkensignalen von einer ersten dieser Stationen an die zweite übertragen wird, daß eine Reihe von identifizierenden Signalen, die in einer bestimmten Beziehung zu den Zeitmarkensignalen stehen, von der- 1 • 08881/065$ ORIG'MAL i^SPEGTfcU2803398zweiten Station an die erste Station übertragen wird, daß Informationssignale, die eine bestimmte Beziehung zu den Zeitmarkensignalen haben, zwischen den Stationen übertragen werden, daß die Übertragung von Informationssignalen an der ersten Station unterbrochen wird, falls die identifizierenden Signale, die in bestimmter Beziehung zu den Zeitmarkensignalen stehen, von der ersten Station nicht empfangen werden, und daß die Übertragung von InformationsSignalen an der zweiten Station abgebrochen wird, falls von ihr die Zeitmarkensignale nicht empfangen werden.
- 3. Verfahren zur Impulsbreitenmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folge von Zeitmarkensignalen erzeugt wird, daß die Ausbildung von ersten und zweiten Spannungsanstiegen (Sägezahnspannungen) zu Zeiten ausgelöst wird, die in einer bestimmten vorgegebenen Beziehung zu den Zeitmarkensignalen stehen, sodaß der erste Spannungsanstieg einen ersten vorgegebenen Wert erreicht, und daß der zweite Spannungsanstieg einen gegebenen Wert erst dann erreicht, nachdem der erste Spannungsanstieg den ersten vorgegebenen Wert erreicht hat, und daß die Neigung mindestens eines der Spannungsanstiege entsprechend einer bestimmten Information verändert wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der beiden Spannungsanstiege (Sägezahnspannungen) zur gleichen Zeit begonnen wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ■ ein Startsignal und ein Stopsignal zu der Zeit erzeugt werden,608881/0650zu der der erste Spannungsanstieg und der zweite Spannungsanstieg den ersten bzw. zweiten Wert erreichen.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Startsignal und Stopsignal dazu benutzt werden, durch Tastung eine radiofrequente Trägerwelle einzuschalten bzw. abzuschalten.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Stop- und Startsignale nacheinander erzeugt werden, .wodurch eine Polge von radiofrequenten Energieimpulsen erzeugt wird, deren Intervallänge entsprechend der Veränderung in der Steigung des einen Spannungsanstiegs moduliert wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7» ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Intervallänge der Energieimpulse zur Darstellung eines digitalen Kode moduliert wird durch Veränderung der Neigung des einen Spannungsanstiegs, sodaß eine Neigung den Wert 0 und eine weitere den Wert 1 darstellt.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls in einer Reihe von Energieimpulsen in seiner zeitlichen Länge moduliert wird, um ein entsprechend zugeordnetes Bit in einer Serie von Bits, die einen Kode darstellen, zu bilden.
- 10. Verfahren zur Demodulation einer Reihe von zeitlich in ihrer Breite modulierten radiofrequenten Impulsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit bestimmt wird, zu der die Vorderkante jedes Impulses eine bestimmte Amplitude erreicht, daß•08881/0656die Zeit bestimmt wird, zu der die Hinterkante jedes Impulses auf eine bestimmte Amplitude abgefallen ist, daß eine Serie von Zeitmarkensignalen mit bestimmten zeitlichen Abständen zwischen aufeinanderfolgenden Signalen mit der Impulsfolgefrequenz erzeugt wird, und daß Signale erzeugt werden, von denen eine Kenngröße als Funktion der Intervallänge zwischen dem Auftreten der Zeitmarkensignale und der Zeiten, an denen die Hinterkanten und Vorderkanten der Impulse die gegebenen Amplituden erreichen, variiert werden kann.
- 11. Verstärkerschaltungsanordnung, gekennzeichnet durch eine abgestimmte Schaltung, ein Paar von Transistoren, von denen jeder mit einem Steuerelement für die Eingangesignale versehen ist, einen Differentialverstärker mit diesen Transistoren, eine gemeinsame Verbindung an diese Transistoren für Eingangsenergie, wobei die abgestimmte Schaltung als Ausgangsschaltung verwendet wird, einen dritten Transistor, der mit einem Steuerelement für die EingangsSignaIe versehen ist, einen Verstärker mit dem dritten Transistor und einer Ausgangsschaltung, die mit der Verbindung für die Eingangssignale des Differentialverstärkers in Reihe geschaltet ist, und Einrichtungen, mit denen gleichzeitig ein Eingangssignal an einen Transistor des Transistorpaars und an den dritten Transistor angelegt werden kann.
- 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement des einen der beiden Transistoren auf einem gleichförmig großen Potentialwert gehalten wird.809881/0656
- 13. Schaltungsanordnung, gekennzeichnet durch Generatoreinrichtungen zur Erzeugung einer ersten Sägezahnspannung, Einrichtungen, mit denen nachgewiesen wird, daß die erste Sägezahnspannung einen bestimmten Wert erreicht hat, und Einrichtungen zur Veränderung des vorgegebenen Werts und der Neigung der Sägezahnspannung als Punktion des Wertes eines modulierenden Signals.
- 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13» ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung von Zeitmarkensignalen und Einrichtungen zur Einleitung der Erzeugung der ersten Sägezahnspannung zu einer Zeit, die zu den Zeitmarkensignalen in einer vorgegebenen Beziehung stehtr
- 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch H? ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines radiofrequenten Trägersignals, und durch Einrichtungen, die auf den Nachweis der Zeit ansprechen, zu der die erste Sägezahnspannung jeweils den gegebenen Wert erreicht hat, um damit eine Kante eines Impulses des radiofrequenten Trägersignals zu bestimmen.
- 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung einer zweiten Sägezahnspannung, Einrichtungen zum Nachweis des Zeitpunkts, an dem die zweite Sägezahnspannung jeweils einen gegebenen Wert erreicht hat, und Einrichtungen zur Veränderung eines der gegebenen Werte der zweiten Sägezahnspannung und ihrer Neigung als Funktion eines zweiten modulierenden Signals.609881/0656
- 17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten modulierenden Signale
Analogsignale sind. - 18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das erste oder das zweite modulierende Signal ein digitales Signal ist.
- 19. Schaltungsanordnung, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Empfang von radxofrequenten Energieimpulsen, Nachweiseinrichtungen zum Nachweis der Zeit, zu der ein Impuls erstmalig eine bestimmte Amplitude erreicht, und zur Erzeugung eines ersten Signals, und Einrichtungen zum Nachweis der Zeit, zu
der die Amplitude eines Impulses erstmalig auf einen bestimmten Wert abgefallen ist, und zur Erzeugung eines zweiten
Signals. - 20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtungen bestehen aus: einem
Ringdemodulator mit einer ersten und einer zweiten Stromeingangsklemme, deren Eingangsströme beim Eingangssignal Null
ein bestimmtes Verhältnis haben, wobei der erste Strom mit
zunehmendem Eingangssignal abnimmt und der zweite hierbei
zunimmt, ersten und zweiten Stromquellen, die an den Versorgungsstrom angeschlossen sind, um ein konstantes Stromverhältnis zu ergeben, wobei die erste Stromquelle so geschaltet ist, daß sie einen Strom abzüglich dem Nullsignalstrom an die erste Eingangsklemme abgibt und die zweite Stromquelle sosie
geschaltet ist, daß/einen den Nullsignalstrom übersteigenden809881/0656Strom an die zweite Eingangsklemme abgibt, und Einrichtungen, die auf eine Verringerung des Eingangsstroms an die erste Eingangsklemme auf einai Wert unterhalb des von der ersten Stromquelle gelieferten Stroms ansprechen und ein Signal hierbei liefern, und weitere Einrichtungen, die auf eine Zunahme des EingangsStroms in der zweiten Eingangsklemme auf einen Wert ansprechen, der oberhalb des von der zweiten Stromquelle gelieferten liegt, um ein zweites Signal zu erzeugen. - 21. Vorrichtung zur Verwendung in einer Quelle von tonfrequenten Signalen, von denen einige eine Frequenz unterhalb und einige eine Frequenz oberhalb einer Mittelfrequenz haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung besteht aus: einem Modulator der Vorderkante von Impulsen zur Veränderung von deren Vorderkanten in einer Impulsfolge, einem Modulator für die Veränderung der Hinterkante von Impulsen, mit dem die Hinterkanten von Impulsen in einer Impulsfolge verändert werden, einem Tiefpaßfilter mit Einrichtungen zum Anlegen von tonfrequenten Signalen durch das Filter an den Modulator für die Vorderkante, einem Hochpaßfilter, einer Quelle von Zeitmarkenimpulsen, einen symmetrischen Mischstufe, Einrichtungen zum Anlegen der Zeitmarkenimpulse und der tonfrequenten Signale nach dem Durchgang durch das Hochpaßfilter an den symmetrischen Modulator, einem zweiten Tiefpaßfilter, und Einrichtungen zum Anlegen der Ausgangssignale der symmetrischen Mischstufe durch das zweite Tiefpaßfilter an den Modulator für die Hinterkanten.80S881/0656
- 22. Demodulator für Impulse, deren Hinterkanten und Vorderkanten zu einer bestimmten Zeit in Bezug auf eine Bezugszeit gebildet wurden und die gewisse Information darstellen, gekennzeichnet durch. Einrichtungen zur Ausbildung eines ansteigenden Signals und eines abnehmenden Signals zu einer Zeit, die der "Vorderkante und der Hinterkante eines zu demodulierenden Impulses entspricht, erste und zweite Einrichtungen zur Impulsformung, von denen eine auf das ansteigende Signal anspricht und einen ersten Impuls ausbildet, und die zweite auf das abnehmende Signal anspricht und einen zweiten Impuls ausbildet, und Einrichtungen zum Vergleich der Zeiten, zu denen die ersten und zweiten Impulse auftreten, mit der Bezugszeit, um die Zeitdifferenz beim Auftreten der Werte mit der Zeitdifferenz des Auftretens zu vergleichen.809881/0656
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