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Niederfrequenz-Ubertrazungssvstem
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Die Erfindung betrifft ein mehrkanaliges Niederfrequenz-Ubertragungssystem,
insbesondere für Dolmetscheranlagen mit tragbaren Empfangsgeräten, mit einer Zeitmultiplex-Signalübertragung
ohne festen Pulsrahmen, mittels durch der Synchronisierung dienende Impulse oder
Impulspausen markierter Zyklen von durch Impulspausen konstanter Dauer getrennten-
dauermodulierten Impulsen oder durch Impulse konstanter Dauer getrennten dauermodulierten
Impulspausen.
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Es ist bekannt, mehrkanalige Signalübertragungen mit Hilfe von Impulstelegrammen,
deren Impulse dauermoduliert sind, derart durchzuführen, daß die Impulse in Impuls
zyklen angeordnet sind, deren einzelne Impulse im Zeitmultiplex der Reihe nach verschiedenen
Kanälen zugeordnet sind. Jeder Impulszyklus enthält demnach so viele Impulse als
Kanäle vorhanden sind und die Stellung eines Impulses innerhalb des Zyklus bestimmt
seine Zuordnung zu seinem Kanal. Die Demodulation solcher Impulstelegramme muß daher
nachzsei Gesichts-
punkten erfolgen, nämlich einerseits müssen die
Impulse nach zugeordneten Empfangskanälen aufgeteilt und in diese eingespeist werden
und andererseits müssen in den einzelnen Empfangskanälen die zugehörigen Signalinformationen
durch Puls-Demodulation gewonnen werden.
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Solche zeitmultiplexe Puls-Dauer-Modulatoren sind beispielsweise bekannt
geworden «m Zweck der Funkfernsteuerung, bei der die einzelnen puls-dauer-modulierten
Kanalinformationen durch kurze Impulse voneinander getrennt ohne festen Pulsrahmen
aufeinanderfolgen. Ein ähnliches Verfahren zur Puls-Dauer-Modulation dient der selbsttätigen
Abtastung der Werte von einzelnen Kanälen zugeordneten Widerständen, die mit Hilfe
einer RC-Schaltung durch dauermodulierte Impulse dargestellt werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Prinzip der Zeitmultiplex-Signalübertragung
ohne festen Pulsrahmen auf eine mehrkanalige Sprachübertragung, insbesondere für
tragbare Empfangsgeräte anzuwenden und erreicht dies mit einfachsten Mitteln dadurch,
daß zur zyklischen Abtastung der Niederfrequenzsignale der einzelnen Kanäle beim
Sender sowie zur selektiven Anschaltung der den einzelnen Kanälen zuzuordnenden
Impulse bzw.
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Impulspausen bei den Empfängern in an sich bekannter Weise Synchronimpulse
liefernde bzw. durch Synchronimpulse gesteuerte Zählwerke vorgesehen sind und daß
zur Signalübertragung Licht- oder Infrarotstrahlung dient.
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Die kombinierte Anwendung einer Übertragung ohne festen Puisrahmen
mit der Verwendung von Licht- oder Infrarot-Signalen ermöglicht die spezielle Anwendung
des erfindungsgemäßen Übertragungssystems für tragbare Empfangsgeräte mit mehrkanaligem
Empfang.
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Der Verzicht auf eine konstante Impulsfrequenz erbringt
bei
dem erfindungsgemäßen Nodulationsverfahren eine maximale Dichte der Impulse, die
durch Pausen von extremer Kürze voneinander getrennt sind. Dies ist bei breitbandigen
Ubertragungen, beispielsweise bei Licht oder Infrarot-bertragung, bei denen eine
Verformung der Impulsflanken (Verschmierung der Impulse) in hohem Maße hintangehalten
ist, in besonders effizienter Weise zu realisieren. Das gleiche gilt für die komplementäre
Modulation, bei der die Impulspausen die Träger der aufmodulierten Information sind
und durch Impulse konstanter Dauer voneinander getrennt sind.
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Die Demodulation von Impulstelegrammen, die nach dem erfindungsgemäßen
Modulationsverfahren moduliert sind, kann zufolge des speziellen Aufbaues des Impulstelegrammes
auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß zur selektiven Anschaltung der den einzelnen
Kanälen zuzuordnenden Impulse oder Impulspausen an einen der weiteren Demodulation
dienenden Empfangskanal ein Zählwerk vorgesehen ist, das zu Beginn jedes Impulszyklus
durch die der Synchronisierung dienenden Impulse oder Impulspausen rückstellbar
ist.
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Die Zeichnung zeigt das Prinzipschaltbild eines n-kanaligen Nachrichtenübertragungssystems,
das nach dem erfindungsgemäßen Modulationsverfahren arbeitet, beispielsweise eine
Dolmetscheranlage mit einem stationären Sender und tragbaren Empfangsgeräten für
n Sprechkanäle, wobei die Signalübertragung vom Sender auf die Empfangsgeräte durch
Infrarotimpulse erfolgt.
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In der Zeichnung ist mit S der Sender und mit E ein Empfänger des
Systems bezeichnet. Mit M1, M2 ... Mn sind die Mikrophone bezeichnet, die die Eingänge
je eines Sprachkanales bilden und deren Signale durch je einen nachgeschalteten
Verstärker V1, V2 ... Vn amplituden-und frequenzmäßig begrenzt, verstärkt werden.
Mittels zugeordneter elektronischer Schalter S1, S2 ... 5n wird jeweils eines der
Verstärkerausgangssignale einer Pulsmodulationsstufe PMS zugeführt, an welche eingangsseitig
über einen weiteren elektron<hen Schalter SY auch noch eine der Synchronisierung
dienende Spannung US anschließbar ist.
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Die Pulsmodulationsstufe PMS enthält einen Sägezahngenerator SG mit
zeitproportional ansteigender Ausgangsspannung, die dem einen Eingang eines nachgeschalteten
Spannungs-Komparators K0 zugeführt wird, dessen zweiter
Eingang
zugleich den Eingang des Pulsmodulationsstufe PMS bildet. Der Ausgang des Komparators
KO ist einerseits an den Rückstelleingang einer bistabilen Kippstufe KS und andererseits
an den Eingang eines Verzögerungsgliedes VG angeschlossen. Der Ausgang der Kippstufe
KS ist an den Eingang des Sägezahngenerators SG angeschlossen. Der Ausgang des Verzögerungsgliedes
VG, der zugleich den Ausgang des Pulsmodulationsstufe PMS bildet, ist an den Stelleingang
der bistablien Kippstufe KS angeschlossen, ferner mit einem Differenzierglied DG
und schließlich mit einem Zähler Z verbunden.
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Das Differenzierglied DG führt die Impuls-Vorderfanken der von der
Pulsmodulationsstufe PMS gelieferten Impulse einem Infrarot-Umsetzer IRU zu, der
diese mittels einer Sendediode SD in Infrarotimpulse umsetzt. Dem Zähler Z (mit
codiertem Ausgangssignal) ist ein Demultiplexer DM mit n+1 Ausgängen nachgeschaltet.
Der erste dieser Ausgänge ist an den Stelleingang des elektronischen Schalters SY
angeschlossen und die folgenden n Ausgänge sind an die Stelleingänge der elektronischen
Schalter S1, S2 ... 9 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung des Senders S beruht
darauf, daß das Verzögerungsglied VG nach Ablauf einer Pause vorgegebener Dauer
an die bistabile Kippstufe KS einen Setzimpuls abgibt, worauf diese ein Eingangssignal
dem nachgeschalteten Sägezahngenerator SG zuführt, welcher sodann, beginnend mit
dem Auftreten des Eingangssignales eine zeitproportional anwachsende Ausgangsspannung
liefert. Sobald diese Ausgangsspannung den Wert der am zweiten Eingang des Komparators
K0 anliegenden Eingangsspannung der Pulsmodulationsstufe PMS erreicht, liefert der
Komparator K0 ein Ausgangssignal an den Rückstelleingang der Kippstufe KS, die daraufhin
den Sägezahngenerator SG durch Abschaltung des Eingangssignales rücksetzt. Demzufolge
ist die
jeweilige Laufzeit des Sägezahngenerators SG der Größe der
der Pulsmodulationsstufe PMS jeweils zugeführten Eingangsspannung proportional.
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Das Ausgangssignal des Komparators KO stimuliert zusätzlich auch noch
das Verzögerungsglied VG, das mit seiner Laufzeit eine mit dem Ende der Laufzeit
des Sägezahngenerators SG beginnende Pause mit konstanter vorgegebener Dauer festlegt.
Am Ende dieser Pause liefert das Verzögerungsglied VG einen Setzimpuls an die Kippstufe
KS, der ein erneutes Anlaufen des Sägezahngenerators SG auslöst.
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Die an den Zähler Z gelangenden Ausgangssignale des Verzögerungsgliedes
VG bewirken eine wiederholte fortlaufende Weiterschaltung desselben bis zu einem
durch Anschaltung der Rücksetzleitung RL des Zählers Z an den zugeordneten Ausgang
des Demultiplexers DM einstellbaren Maximalwert. Durch die an den Ausgängen des
Demultiplexers DM entsprechend den Ausgangsimpulsen der Pulsmodulationsstufe PMS
der Reihe nach einzeln auftretenden Ausgangssignale werden in zyklischer Aufeinanderfolge
die elektronischen Schalter SY, S1, S2 ... Sn betätigt, welche jeweils eine Spannung
an den Eingang des Pulsmodulationsstufe PMS anlegen und diese veranlassen, jeweils
einen der Größe der jeweils angelegten Spannung proportionalen Impuls und eine Pause
entsprechend der Dauer der Verzögerung des Verzögerungsgliedes VG abzugeben.
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Im jeweiligen Zyklus wird als erster der Schalter SY geschlossen,
der die Spannung US an den Eingang der Pulsmodulationsstufe PMS legt. Die Spannung
US ist so bemessen, daß ihr eine charakteristische Impulsdauer entspricht, welche
den betreffenden Impuls als Synchronimpuls zu bewerten gestattet. Danach werden
der Reihe
nach die Schalter S1 ... Sn einzeln geschlossen, welche
die jeweiligen Ausgangsspannungen der Verstärker VI.. Vn an den Eingang der Pulsmodulationsstufe
PMS legen, an deren Ausgang sich demgemäß ein Impulstelegramm ergibt, in dem nach
jedem Synchronimpuls ein Zyklus von Impulsen folgt, von denen jeder der Reihe nach
fortschreitend von einem Sprachkanal zum nächsten den jeweiligen Spannungswert in
diesem Sprachkanal repräsentiert.
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Die Schaltung eines Empfängers E wird über eine die Infrarot-Impulse
in elektrische Impulse umsetzende Empfänger-Eingangsschaltung EE mit Informationen
gespeist, der eine Infrarot-Empfangsdiode ED vorgeschaltet ist, die der Strahlung
der Sendediode SD des Senders S ausgesetzt ist. In der Eingangsschaltung EE werden
auf nicht näher dargestellte Weise die empfangenen Impuls-Vorderflanken auf die
Dauer von Normimpulsen verlängert, so daß die Impulspausen direkt proportional den
jeweiligen Spannungswerten der einzelnen Kanäle sind. Von den Ausgangsimpulsen der
Eingangsschaltung EE werden mittels einer nachgeschalteten Erkennungsschaltung EK
die Synchronisiersignale, z. B. Impulspausen entsprechender Länge erkannt. An die
Eingangsspannung EE ist weiters ein Zähler ZE angeschlossen, der einen an den Ausgang
der Erkennungsschaltung EK angeschlossenen Rückstelleingang aufweist. Über diesen
wird der Zähler ZE bei Erkennung eines Synchronisiersignales durch die Erkennungsschaltung
EK zurückgestellt. An den Zähler ZE ist ein Demultiplexer DME angeschlossen, der
entsprechend den codierten Zählerausgangssignalen jeweils an einen von n Ausgängen
Al ... An der Reihe nach ein Ausgangssignal von einer dem jeweiligen Spannungswert
in dem zugeordneten Sprachkanal proportionalen Dauer liefert.
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Mittels eines Wahlschalters WS können dem dem gewünschten Sprachkanal
zugeordneten Ausgang Al ... An längenmodulierte Impulse entnommen werden, die mittels
einer
nachgeschalteten Pulsmodulatorstufe PDS in ein analoges NF-Signal
umgewandelt werden. Über ein Tiefpaßfilter TP ist ein Verstärker V angeschlossen,
der einen Kopfhörer KH speist.
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* Patentanspruch 1 Figur