DE2833810A1

DE2833810A1 - Verfahren und vorrichtung zur uebertragung von signalen

Info

Publication number: DE2833810A1
Application number: DE19782833810
Authority: DE
Inventors: Iii Herman P Miller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-08-02
Publication date: 1980-02-21
Also published as: GB2028064A; FR2433219B1; GB2028064B; CA1103587A; FR2433219A1

Description

PATENTANWÄLTE

J. RICHTER F. WERDERMANN

DIPL.-ING. DIPL.-INe.

HAMB U RG

Rr-SPtANEMANN

P-M.

MÜNCHEN

2OOO Hamburg 3β / den 1. 8. 1978

NEUER WALL 1O TEL. (O4O) 34 OO 45 34OO56 TELESRAMME: INVENTIUS HAMBURG

M. 3298-1-78410 Fl.

IHR ZEICHEN:

PATENTANMELDUNG

PRIORITÄT:

keine

BEZEICHNUNG:

Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Signalen

ANMELDER:

Herman P." Miller III
P. 0. Box 2163
Stockton, Kalif. 95201
V. St. A.

ERFINDER:

wie Anmelder

0 3000 8/0073

Konten: Deutsche Bank AG Hamburg (BLZ 20070000) Konto-Nr. 6/10 055 ■ Postscheckamt Hamburg (BLZ 20010020) Konto-Nr. 262080-201

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung von Signalen mit zeitlich zueinander versetzten Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenzen, wobei in jedem Zeitpunkt jeweils nur ein Bestandteil mit einem nennenswerten Energiepegel vorhanden ist. Das Verfahren und die Vorrichtung sind zur Übertragung von Signalen wie z.B. der menschlichen Sprache innerhalb einer Bandbreite geeignet, die kleiner ist als der in diesen Signalen vorkommende Frequenzbereich.

Nachrichtensysteme wie z.B. Fernsprech-, Rundfunk- und andere Systeme zur Informationsübertragung arbeiten üblicherweise nur innerhalb einer beschränkten Bandbreite, d.h. es steht zur Übertragung dieser Signale nur ein begrenzter Frequenzbereich zur Verfügung. Durch Verringerung der zur Übertragung einzelner Signale benötigten Bandbreite läßt sich die Anzahl der in einer gegebenen Bandbreite übertragbaren Signale steigern, wobei Interferenz zwischen benachbarten Kanälen vermieden werden kann.

Es wurde bereits gefunden, daß in Signalen, deren Bestandteile in einem Frequenzbereich liegen, die Bestandteile unterschiedlicher Frequenzen im allgemeinen nicht gleichzeitig vorkommen, sondern zeitlich voneinander getrennt sind. Der signifikanteste Teil der menschlichen Sprache fällt beispielsweise ganz allgemein in den Bereich von etwa 200 bis 3200 Hz, wobei der untere Teil dieses Bereichs (unterhalb 1600 Hz) überwiegend von Vokallauten, und der obere Teil (über 1600 Hz) in der Hauptsache von Konsonantlauten besetzt ist. Diese beiden Klassen von Lauten treten im allgemeinen nicht gleichzeitig auf, und wenn eine Klasse sehr viel Energie führt, weist die andere Klasse gleichzeitig sehr wenig Energie auf. Der Pegel von Vokallauten liegt im allgemeinen um die Größenordnung von 10 bis 15 db

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höher als der von Konsonantlauten, wenngleich die Konsonantlaute etwa 80 % des Sprachinformationsgehalts übermitteln.

Es wurde bereits versucht, die zeitliche Trennung und die Amplitudendifferenzen von Vokal- und Konsonantlauten zur zeitlich geteilten übertragung (time-sharing) der beiden Lautklassen in der normalerweise von einer Lautklasse eingenommenen Bandbreite auszunutzen, Beispiele für derartige Systeme sind in den US Patentschriften 1 836 824 und 2 726 283 beschrieben. Diese Systeme weisen bestimmte Beschränkungen und Nachteile wie z.B. einen hohen Schalttjeräuschpegel und Synchronisierungsprobleme auf, weswegen sie für den technischen Einsatz nicht in Frage kommen.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere zur Übertragung von Sprachsignalen geeignetes Verfahren zur Übertragung von Signalen und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, welche Übertragungen innerhalb einer verringerten Bandbreite ermöglichen/ praktisch frei sind von Schaltgeräusch und asynchronen Betrieb gestatten.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bestandteil ohne Schaltvorgang kontinuierlich in den Frequenzbereich des zweiten Bestandteils umgesetzt und der umgesetzte erste Bestandteil mit dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil ohne jeden Schaltvorgang an beiden Bestandteilen zu einem aus dem umgesetzten ersten Bestandteil und dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil bestehenden Ausgangssignal zusammengefaßt wird, in welchem diese Bestandteile zu verschiedenen Zeitpunkten vorhanden sind, und die Pegel dieser Bestandteile auf unterschiedliche Energie·^ werte im Ausgangesignal eingestellt werden.

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Entsprechend der weiterhin zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagenen Vorrichtung sind zum Abtrennen eines ersten Bestandteils von dem zweiten Bestandteil dienende Mittel, zum Umsetzen des ersten Bestandteils in den Frequenzbereich des zweiten Bestandteils dienende Mittel, zum Zusammenfassen des umgesetzten ersten Bestandteils mit dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil dienende Mittel und zum Einstellen der Pegelwerte der Bestandteile auf unterschiedliche Energiepegel im Ausgangssignal dienende Mittel vorgesehen.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrensund der Vorrichtung nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4 bzw. 6 bis 8.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach Erfindung gestatten die asynchrone Übertragung von Sprachbestandteilen höherer und niedrigerer Frequenzen innerhalb der normalerweise von einem Bestandteil eingenommenen Bandbreite, ohne daß dabei ein wahrnehmbares Schaltgeräusch auftreten würde. In der Übertragungs- oder Senderstation wird ein Bestandteil in den Frequenzbereich des anderen Bestandteils umgesetzt, das umgesetzte Signal wird mit den ursprünglichen Bestandteilen zusammengefaßt,und der nicht umgesetzte Teil des einen Bestandteils wird unterdrückt, so daß ein Ausgangssignal erhalten wird, in welchem der umgesetzte Bestandteil mit einem wesentlich niedrigeren Pegel als der andere Bestandteil vor- ' handen ist. An der Empfangsstation wird der umgesetzte Bestandteil anhand seines niedrigeren Pegelwerts identifiziert, und wenn der umgesetzte Bestandteil vorhanden ist, wird ein Aufdrücksignal an einen Demodulator angelegt, welcher diesen Bestandteil wieder in seinen ursprünglichen Frequenzbereich umsetzt, so daß er mit dem anderen Bestandteil zusammengefaßt werden kann. Das Aufdrücksignal wird dabei allmählich angelegt, um die Erzeugung von Schaltgeräusch zu vermeiden.

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Weitere Merkmale, sowie die Vorteile der Erfindung sind ersichtlich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbexspiele.

Fig. 1 zeigt im Blocksehaltbild eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Systems. .

Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild weitere Einzelheiten des Pegelteilers der Ausführungsform von Fig. 1 .

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Systems.

Fig. 4 zeigt im Blockschaltbild eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Systems.

Fig. 5 zeigt im Blockschaltbild weitere Einzelheiten des Aufdrückschalters in der Ausführungsform von Fig. 4. ■

Fig.6-8 sind Blockschaltbilder weiterer erfindungsgemäß ausgebildeter Systeme.

Das in Fig. 1 dargestellte übertragungssystem umfaßt einen Konverter oder Umsetzer 11 mit einem Tonfrequenz-Eingangsgerät, das hier beispielsweise als Mikrofon 12 dargestellt ist, welches mit dem Eingang einer Dynamikpresser- und Verstärkerregelstufe 13 verbunden ist. Der Ausgang dieser Stufe ist mit einem 1500 Hz-Tiefpaßfilter 14 und dem einen Eingang einer Summierschaltung 16 verbunden. Der Ausgang, des Tiefpaßfilters liegt an dem Eingang eines symmetrischen Modulators 17, an .den ein Aufdrücksignal von einem 1500 Hz-

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Oszillator 18 angelegt wird. Der Ausgang des symmetrischen Modulators ist mit dem Eingang eines 1500 Hz-Kerbfilters 19 verbunden, und der Ausgang dieses Filters ist mit dem zweiten Eingang der Summierschaltung 16 verbunden. Der Ausgang der Summierschaltung 16 ist mit dem Eingang eines 1500 Hz- Hochpaßfilters 21 verbunden, und der Ausgang dieses Filters ist mit einer Ausgangsklemme 22 verbunden, welche ihrerseits mit einer übertragungsleitung, einer Modulationsvorrichtung, einem Sprachverwürfler oder einem anderem Sprachaufberextungsgerät verbunden werden kann.

Die Arbeitsweise des Umsetzers ist wie folgt. Nach Dynamikpressung und Aufbereitung in der Verstärkungsregelstufe 13 werden die Bestandteile höherer und niedrigerer Frequenz der vom Mikrofon 12 abgegebenen Signale an den einen Eingang der Summierschaltung 16 angelegt. Die Bestandteile niedrigerer Frequenz werden außerdem über den Tiefpaßfilter 14 an den symmetrischen Modulator 17 angelegt. Der Modulator moduliert die Bestandteile niedrigerer Frequenz auf das 1500 Hz-Oszillatorsignal, so daß ein oberes Seitenband und ein unteres Seitenband entstehen, wobei die Trägerwelle unterdrückt ist. Im Ausgang des Modulators noch vorhandene Trägerwellenbestandteile werden durch den Kerbfilter 19 ausgeschaltet. Die oberen und unteren Seitenbandsignale werden dann in der Summierschaltung 16 mit den Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenz zusammengefaßt. Die Bestandteile niedrigerer Frequenz und das untere Seitenband werden durch den Filter 21 unterdrückt, und das zur Ausgangsklemme 22 gelangende Ausgangssignal besteht lediglich aus den Bestandteilen höherer Frequenz und dem oberen Seitenband. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform bestehen die Filter aus aktiven Filtern, deren Verstärkungsgrad in der Weise eingestellt ist, daß das obere Seitenband um die Größenordnung von 12 bis 15 db unter dem Pegel der Bestandteile höher Frequenz im Ausgangssignal liegt.

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Das in Fig. 1 dargestellte System umfaßt außerdem einen Dekonverter oder Rückumsetzer 26 mit einer Eingangsklemme 27, an welche die vom Umsetzer 11 erzeugten Signale angelegt werden. Die Eingangsklemme ist mit einer Verstärkungsregelung 28 verbunden, und deren Ausgang ist mit dem Eingang eines 1500 Hz-Hochpaßfilters 29 verbunden. Der Ausgang dieses Filters ist mit dem Eingang eines Pegelteilers 31 verbunden.

Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt der Pegelteiler 31 einen Schmitt-Trigger 32, die RC-Schaltungen 33 und 34 und die steuerbaren Verstärker 36 und 37. Das Tonfrequenz-Eingangssignal wird an den Eingang des Schmitt-Triggers und an die Eingänge der steuerbaren Verstärker 36, 37 angelegt. Die beideri Ausgänge des Schmitt-Triggers sind jeweils mit den Ein— . gangen der RC-Schaltungen 33, 34 verbunden, und die Ausgänge dieser Schaltungen sind jeweils mit den Steuereingängen der steuerbaren Verstärker 36, 37 verbunden. Wenn das Eingangssignal auf den Pegelwert der Bestandteile höherer Frequenz ansteigt, liefert der Schmitt-Trigger ein Ansteuersignal· über die RC-Schaitung 33 ..an den Verstärker 36. Wenn der Pegel auf den Pegelwert der Bestandteile niedrigerer Frequenz abfällt, liefert der Schmitt-Trigger über die RC-Schaltung 34 ein Ans teuer signal an den Verstärker 37. Die Zeitkönstanten der RC-Schaltungen sind so bemessen, daß zur Vermeidung von Schaltgeräuschen die Verstärker allmählich angesteuert werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform liegen die Anstiegszeiten der Schaltungen in der Größenordnung von einer bis zu-- 6 Perioden der geschalteten Tonfrequenzen. Für die Bestandteile niedrigerer Frequenz von 200 bis 1500 Hz weist die RC-Schaltung 34 eine An-stiegszeit in der Größenordnung von 5 Millisekunden auf, während für die Bestandteile höherer Frequenz von 1500 bis 3200 Hz die RC-Schaltung 33 eine Anstiegszeit in der Größen-

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Ordnung von 0,6 Millisekunden aufweist. Der Ausgang des Verstärkers 36 liegt an einer Ausgangsklemme 38 für höhere Frequenzen, und der Ausgang des Verstärkers 37 liegt an einer Ausgangsklemme 39 für niedrigerere Frequenzen.

Die Ausgangsklemme für höhere Frequenzen des Pegelteilers 31 ist mit dem einen Eingang einer Summierschaltung 41 verbunden, und die Ausgangsklemme für niedrigerere Frequenzen des Pegelteilers ist mit dem Eingang eines symmetrischen Demodulators 42 verbunden, an den ein Aufdrücksignal von einem Oszillator 43 angelegt wird. Der Ausgang des Demodulators ist mit dem Eingang eines 1500 Hz-Kerbfilters 44 verbunden, und der Ausgang dieses Filters ist mit dem Eingang eines 1500 Hz-Tiefpaßfilters 46 verbunden. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 46 ist mit einem zweiten Eingang der Summierschaltung 41 verbunden, und der Ausgang dieser Summierschaltung ist mit Kopfhörern 47 oder einem anderen entsprechenden Ausgangsgerät verbunden.

Die Arbeitsweise des Rückumsetzers 26 von Fig. 1 ist kurz wie folgt. Nachdem die Eingangssignale die Verstärkungsregelung 28 und den Hochpaßfilter 29 durchlaufen haben, legt der Pegelteiler 31 die Bestandteile höherer Frequenz von hohem Pegelwert unmittelbar an die Summierschaltung 41, und das obere Seitenband niedrigen Pegels an den Demodulator 42 an. Durch Demodulation des Seitenbands überführt der Demodulator die Bestandteile niedrigerer Frequenz wiederum in ihren ursprünglichen Frequenzbereich, und der Kerbfilter 44 unterdrückt ggf. noch vorhandene Trägerwellenreste. Die Bestandteile niedrigerer Frequenz durchlaufen dann den Tiefpaßfilter 46 und gelangen zur Summierschaltung 41, in welcher sie mit den Bestandteilen höherer Frequenz zusammengefaßt und dann an die Kopfhörer oder ein anderes Ausgangsgerät angelegt werden.

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Das in Fig. 3 dargestellte System entspricht in seinem Aufbau ganz allgemein dem System der Fig. 1 , mit der Ausnahme, daß die Filterfrequenzen geändert sind, die Kerbfilter weggelassen sind und ein gemeinsamer Aufdruck-Oszillator für Modulator und Demodulator benutzt wird. Der Umsetzer 51 dieses Systems umfaßt ein Mikrofon 52 und eine Dynamikpresser- und Verstärkungsregelstufe 53, welche ausgangssei tig an einem 1400 Hz-Tiefpaßfilter 54 und einem Eingang einer Summierschaltung 56 liegt. Der Ausgang des Tiefpaßfilters ist mit dem Eingang eines symmetrischen Modulators 57 verbunden, an den ein Aufdrücksignal von einem 1500 Hz-Oszillator 58 angelegt wird. Der Ausgang des Modulators ist mit dem zweiten Eingang der Summierschaltung 56 verbunden, und der Ausgang dieser Summierschaltung liegt an dem Eingang eines 1600 Hz-Hochpaßfilters 59. Der Ausgang dieses Filters ist mit einer Ausgangsklemme 61 verbunden. Wie bei dem System von Fig. 1 bestehen die Filter 54, 59 aus aktiven Filtern, deren Verstärkungsgrad so eingestellt ist, daß das obere Seitenband größenordnungsmäßxg um 12 bis 15 db unter dem Pegel der Bestandteile höherer Frequenz im Ausgangssignal liegt.

Der Rückumsetzer oder Dekonverter 62 des Systems von Fig. 3 umfaßt eine Eingangsklemme 63, eine Verstärkungsregelung 64, einen 1600 Hz-Hochpaßfilter 66 und einen Pegelteiler 67 der in Fig. 2 dargestellten Ausführung. Der Ausgang höherer Frequenz und höheren Pegels des Pegelteilers ist mit dem einen Eingang einer Summierschaltung 68 verbunden, und der Ausgang niedrigerer Frequenz und niedrigeren Pegels liegt an dem Eingang eines symmetrischen Demodulators 69. Wie oben beschrieben, wird an den Demodulator ein Aufdrücksignal vom Oszillator 58 angelegt, und der Ausgang des Demodulators ist mit dem Eingang eines 1400 Hz-Tiefpaßfilters 71 verbunden. Der Ausgang dieses Filters liegt an dem zweiten

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Eingang der Summierschaltung 68, und der Ausgang dieser Summierschaltung ist mit den Kopfhörern 72 oder einem anderen Ausgangsgerät verbunden.

Die Arbeitsweise des Systems von Fig. 3 ist ähnlich der der anhand Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform.

Das in Fig. 4 dargestellte System weist einen dem Umsetzer 51 von Fig. 3 identischen Umsetzer auf, und dem System von Fig. 3 entsprechende Bauteile sind hier wiederum mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Außerdem umfaßt das System von Fig. 4 einen Rückumsetzer 76 mit einer Eingangsklemme 77, die an einer Verstärkungsregelung 78 liegt. Der Ausgang dieser Verstärkungsregelung liegt an dem Eingang eines Pegelteilers 79 der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform. Das Ausgangssignal höherer Frequenz und hohen Pegels des Pegelteilers wird an einen Eingang einer Summierschaltung 81 angelegt. Das Ausgangssignal niedrigerer Frequenz und niedrigen Pegels des Pegelteilers 79 bleibt unbenutzt. Der Ausgang der Verstärkungsregelung 78 liegt außerdem an dem Eingang eines symmetrischen Demodulators 82 und dem Eingang eines Aufdrückschalters 83, welcher das Anlegen von Aufdrücksignalen durch den Oszillator 58 an den Demodulator steuert.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 umfaßt der Aufdrückschalter einen Schmitt-Trigger 84, an welchen das Tonfrequenz-Eingangssignal angelegt wird. Der Ausgang des Schmitt-Triggers ist mit dem Eingang eines RC-Verzögerungskreises 86 verbunden, und der Ausgang dieses Kreises ist mit dem Steuereingang eines steuerbaren Verstärkers 87 verbunden. Das Oszillator-Eingangssignal wird an den Eingang des Verstärkers angelegt, und der Ausgang des Verstärkers liegt an einer Ausgangsklemme 88. Der Schmitt-Trigger überwacht den Pegel des Tonsignals und gibt ein Ausgangssignal ab,

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wenn dieser Pegel auf den niedrigen Pegel des zu demodulierenden Seitenbandsignals abfällt. Der Verzögerungskreis bewirkt ein allmähliches Anschalten des Verstärkers und weist in der bevorzugten Ausführungsform eine Anstiegszeit in der Größenordnung von 1 bis 6 Perioden des Tonsignals auf. Für Sprachsignalbestandteile von 200 bis 1600Hz beträgt die Anstiegszeit des Verzögerungskreises 86 vorzugsweise größenordnungsmäßig 5 Millisekunden.

Der Ausgang des Demodulators 82 ist mit dem Eingang eines 1400 Hz-Tiefpaßfilters 89 verbunden, und der Ausgang dieses Filters liegt an dem zweiten Eingang der Summierschaltung Der Ausgang dieser Summierschaltung ist mit Kopfhörern 91 oder einem anderen Ausgangsgerät verbunden. .

Die Arbeitsweise des Umsetzers in dem in Fig. 4 dargestellten System entspricht genau der vorstehenden Beschreibung. Im Rückumsetzer 76 legt der Pegelteiler 79 die Bestandteile höherer Frequenz und hohen Pegels unmittelbar an den Summierverstärker 81 an. Der Aufdrückschalter 83 überwacht den Pegel der Eingangssignale und legt das Aufdrücksignal vom Oszillator 58 nur dann an den Demodulator 82 an, wenn die Seitenbandsignale niedrigen Pegels vorhanden sind. Der Demodulator überführt somit die Bestandteile niedrigerer Frequenz wiederum in ihren ursprünglichen Frequenzbereich, beeinflußt jedoch die Bestandteile höherer Frequenz in keiner Weise. Die Bestandteile höherer Frequenz und die demodulierten Bestandteile niedrigerer Frequenz werden im Summierverstärker 81 zusammengefaßt und durch diesen an die Kopfhörer oder ein anderes Ausgangsgerät angelegt.

Das in Fig. 6 dargestellte System entspricht ganz allgemein dem System von Fig. 4, wobei entsprechende Elemente wiederum mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der

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Rückumsetzer 96 im System von Fig. 6 unterscheidet sich von dem Rückumsetzer 76 darin, daß der Pegelteiler 79 entfällt und das Ausgangssignal der Verstärkungsregelung 78 unmittelbar an den zweiten Eingang des Summierverstärkers 81 angelegt ist. Folglich werden die oberen Seitenbandsignale zusammen mit den Bestandteilen höherer Frequenz an die Summierschaltung bzw. den Summierverstärker angelegt und sind gleichfalls im Ausgangssignal vorhanden. Die Seitenbandsignale liegen jedoch größenordnungsmäßig um 12 bis db unter dem Pegel der Bestandteile höherer Frequenz, und ihr Vorhandensein ist praktisch nicht wahrnehmbar.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten System handelt es sich um ein System mit Sprechtaste, welches die Grundschaltung von Fig. 3 umfaßt und einen Sprechdruckschalter 101 aufweist, mit dem die Schaltung abwechselnd für Sprech- und Hörbetrieb umschaltbar ist. Bei Sprechbetrieb befindet sich der Sprechdruckschalter in der dargestellten Steilung,und das Mikrofon 102 ist mit dem Eingang einer Dynamikpresser- und Verstärkungsregelstufe 103 verbunden. Der Ausgang dieser Stufe liegt über Kontakte 101a an dem Eingang eines 1400 Hz-Tiefpaßfilters und über die Kontakte 101b an dem einen Eingang eines Summierverstärkers 106. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 104 liegt über die Kontakte 101c an dem Eingang eines symmetrischen Modulators 107, an den von einem 1500 Hz-Oszillator 108 ein Aufdrücksignal angelegt wird. Der Ausgang des Modulators ist über die Kontakte 101d, 101e mit dem zweiten Eingang des Summierverstärkers 106 verbunden. Der Ausgang des Summierverstärkers liegt über die Kontakte 101f, 101g an dem Eingang eines 1600 Hz-Hochpaßfilters 109, und der Ausgang dieses Filters ist über die Kontakte 101h, 101i mit einer Klemme 111 verbunden, welche als Eingangsund Ausgangsklemme dient.

Bei Hörbetrieb befindet sich der Sprechdruckschalter 101 in

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der hier nicht dargestellten zweiten Stellung, in welcher die Eingangs- und Ausgangsklemme 111- über die Kontakte 10Ti mit der Dynamikpresser- und Verstärkungsregelstufe verbunden ist. Der Ausgang dieser Stufe ist über die Kontakte 101g mit dem Hochpaßfilter 109 verbunden, und der Ausgang dieses Filters ist über die Kontakte 101h mit dem Eingang eines Pegelteilers 112 verbunden. Der Pegelteiler entspricht der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, wobei sein Ausgang niedrigerer Frequenz mit dem Eingang des Modulators 107, und sein Ausgang höherer Frequenz über die Kontakte 1.01b mit dem Summierverstärker 106 verbunden ist. Der Ausgang des Modulators ist über die Kontakte 10Td, 101a mit dem Eingang des Tiefpaßfilters 104 verbunden, und der Ausgang dieses Filters ist über die Kontakte 101c, 101e mit dem zweiten Eingang des Summierverstärkers 106 verbunden. Der Ausgang des Summierverstärkers ist über die Kontakte TOTf mit den Kopfhörern 113 verbunden.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform von Fig. 7 ist ähnlich der der Ausführungsform von Fig. 3. Bei Sprechbetrieb gelangen die Sprechsignalbestandteile höherer und niedrigerer Frequenzen unmittelbar zum Summierverstärker 106, und die Bestandteile niedrigerer Frequenz werden durch den Modulator 107 in den höheren Frequenzbereich umgesetzt. Die Seitenbandausgänge des Modulators werden mit den Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenz im Summierverstärker zusammengefaßt, und das untere Seitenband und die nicht umgesetzten Bestandteile niedrigerer Frequenz werden durch den Filter 109 unterdrückt, bevor das Ausgangssignal an die Klemme 111 angelegt wird. Die; ■ Filter sind aktive Filter, deren Verstärkungsgrad in der Weise eingestellt ist, daß das obere Seitenband größenordnungsmäßig um 12 bis 15 db unter dem Pegel der Bestandteile höherer Frequenz im Ausgangssignal liegt.

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Bei Hörbetrieb werden die Bestandteile höherer Frequenz und die oberen Seitenbandsignale durch den Pegelteiler 112 getrennt und jeweils an den Suitmierverstärker bzw. den symmetrischen Modulator angelegt. Bei dieser Betriebsweise demoduliert der Modulator das Seitenband und versetzt die Bestandteile niedrigerer Frequenz wiederum in ihren ursprünglichen Frequenzbereich. Die Bestandteile höherer und niedrigerer Frequenz werden dann im Summierverstärker zusammengefaßt und an die Kopfhörer 113 angelegt.

In Fig. 8 ist ein Zweikanalsystem für die übertragung von zwei Sprachsignalen in der normalerweise von einem Sprachsignal benötigten Bandbreite dargestellt. Das System umfaßt die Umsetzer 121, 122 und die Rückumsetzer 123, 124. Der Umsetzer 121 entspricht dem Umsetzer 51 und dient dazu, die Bestandteile niedrigerer Frequenz der von einem Mikrofon 126 erzeugten Sprachsignale in das höhere Frequenzband umzusetzen, damit sie zusammen mit den Bestandteilen höherer Frequenz in diesem Band übertragen werden. Dieser Umsetzer weist wie der Umsetzer 51 eine Dynamikpresser- und Verstärkungsregelstufe 127, einen 1400 Hz-Tiefpaßfilter 128, eine Summierschaltung 129, einen symmetrischen Modulator 131 und einen 1600 Hz-Hochpaß-Ausgangsfilter 132 auf. Der Verstärkungsgrad der Filter 128, 132 ist jeweils so eingestellt, daß die umgesetzten Bestandteile niedriger Frequenz im Ausgangssignal großenordnungsmäßig um 12 bis 15 db unter dem Pegel der Bestandteile höherer Frequenz liegen.

Der Umsetzer 122 dient zur Umsetzung der Bestandteile höherer Frequenz der von einem Mikrofon 133 gelieferten Sprachsignale in das untere Frequenzband zur Übertragung in diesem Frequenzband zusammen mit den Bestandteilen niedrigerer Frequenz. Dieser Umsetzer umfaßt eine Dynamikpresser- und Verstärkungsregelstufe 134, einen 1600 Hz-Hochpaßfilter 136,

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eine Sunimierschaltung 137, einen symmetrischen Modulator 138 und einen 1400 Hz-Tiefpaß-Ausgangsfilter 139. Der Verstärkungsgrad der Filter 136, 139 ist jeweils so eingestellt/ daß die umgesetzten Bestandteile höherer Frequenz des Ausgangssignals größenordnungsmäßig um 12 bis 15 db unter dem Pegel der Bestandteile niedrigerer Frequenz liegen. Aufdrücksignale für die Modulatoren .131, 138 werden durch einen gemeinsamen 1500 Hz-Oszillator 144 geliefert.

Die Ausgänge der Filter 132, 139 sind mit den Eingängen eines Summierverstärkers 142 verbunden, und der Ausgang dieses Summierverstärkers' liegt an einer Ausgangsklemme 143 , welche mit der Übertragungsleitung oder einem Spraehaufbereitungsgerät verbindbar ist.

Die Rückumsetzer 123, 124 bereiten die im oberen und unteren Frequenzband übertragenen Signale jeweils auf und weisen eine gemeinsame Eingangsklemme 146 und eine gemeinsame Verstärkungsregelstufe 147 auf. Am Ausgang der Verstärkungsregelstufe werden die eingehenden Signale getrennt und vermittels eines 1600 Hz-Hochpaßfilters 148 und eines 1400 Hz-Tiefpaßfilters 149 jeweils an die entsprechenden Rückumsetzer angelegt.

Der Rückumsetzer T23 entspricht in seinem Aufbau dem Rückumsetzer 96 und umfaßt einen symmetrischen Demodulator 151, einen Oszillator-Aufdrückschalter 152, einen 1400 Hz-Tiefpaßfilter 153, einen Summierverstärker 154 und Kopfhörer

156. Der Aufdruckschalter 152 entspricht der Ausführung von Fig. 5 und dient dazu, das Oszillator-Aufdrücksignal nur dann an den Demodulator anzulegen, wenn das Seitenbandsignal niedrigen Pegels vorhanden ist.

Der Rückumsetzer 124 umfaßt einen symmetrischen Demodulator

157, einen Oszillator-Aufdrückschalter 158, einen 1600 Hz-

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Hochpaßfilter 159, einen Summierverstärker 161 und Kopfhörer 162. Der Aufdrückschalter 158 entspricht der Ausführungsform von Fig. 5 und dient dazu, die Aufdrücksignale nur dann an den Demodulator 157 anzulegen, wenn die die umgesetzten Bestandteile höherer Frequenz enthaltenden Seitenbandsignale niedriger Energie vorhanden sind.

Die Arbeitsweise des in Fig. 8 dargestellten Systems ist kurz wie folgt. Die Umsetzer 121, 122 drücken die Sprachsignale der Mikrofone 126, 133 zusammen in die hohen und niedrigen Teile des Frequenzbereichs. Die gepreßten Signale werden durch den Summierverstärker 142 zusammengefaßt und über eine einzige Leitung oder einen einzigen Kanal übertragen. An der Empfangsstation werden die Signale höherer und niedrigerer Frequenz durch die Filter 148, 149 getrennt und jeweils durch den Rückumsetzer 123 bzw. den Rückumsetzer 124 aufbereitet.

Die Erfindung weist mehrere herausragende Merkmale und Vorteile auf. Die zur Informationsübertragung benötigte Bandbreite ist um 50 % verringert, und in der normalerweise für die Übertragung eines Signals benötigten Bandbreite können zwei vollständige Signale übertragen werden. Schaltgeräusche sind ausgeschaltet, und die Umsetzer und Rückumsetzer arbeiten asynchron. Damit wird ein einfaches, hoch leistungsfähiges System zur übertragung qualitativ hochwertiger Sprachsignale innerhalb einer verringerten Bandbreite geschaffen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren entspricht der Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Systeme.

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Claims

Patentansprüche:

/ Verfahren zur übertragung von Signalen mit zeitlich zueinander versetzten Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenzen, wobei in jedem Zeitpunkt jeweils nur ein Bestandteil mit einem nennenswerten Energiepegel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bestandteil ohne Schaltvorgänge kontinuierlich in den Frequenzbereich des zweiten Bestandteils umgesetzt und der umgesetzte erste Bestandteil mit dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil ohne jeden Schaltvorgang an beiden Bestandteilen zu einem aus dem umgesetzten ersten Bestandteil und dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil bestehenden Ausgangssignal zusammengesetzt wird, in welchem diese Bestandteile zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorhanden sind, und die Pegel dieser Bestandteile auf unterschiedliche Energiewerte im Ausgangssignal eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zur übertragung von zwei jeweils Bestandteile höherer und niedrigerer Frequenzen

ORIGINAL IWSPECTtD

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Konten: Deutsche Bank AG Hamburg (BLZ 20070000) Konto-Nr. 6/10 055 · Postscheckamt Hamburg (BLZ 20010020) Konto-Nr. 262080-201

enthaltender Eingangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil niedrigerer Frequenz des ersten Signals umgesetzt und mit dem Bestandteil höherer Frequenz des ersten Signals zusammengefaßt wird, der Bestandteil höherer Frequenz des zweiten Signals in den Bereich niedrigerer Frequenz umgesetzt, der umgesetzte Bestandteil höherer Frequenz mit den Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenz des zweiten Signals zusammengefaßt und durch Entfernen des Bestandteils höherer Frequenz aus dem erhaltenen Signal ein aus dem Bestandteil niedrigerer Frequenz und dem Bestandteil umgesetzter höherer Frequenz des zweiten Signals bestehendes zweites Ausgangssignal dargestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ausgangssignal enthaltenen Bestandteile getrennt werden, und der erste Bestandteil wieder in seinen ursprünglichen Frequenzbereich umgesetzt und der wiederhergestellte erste Bestandteil mit dem zweiten Bestandteil zusammengefaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des ersten Bestandteils in seinen ursprünglichen Frequenzbereich in der Weise erfolgt, daß das Ausgangssignal, wenn es sich auf dem Pegel des ersten Bestandteils befindet, mit einem Signal vorbestimmter Frequenz zusammengefaßt wird, welches allmählich angelegt wird und während des Verlaufs wenigstens einer Periode der niedrigsten Frequenz des rückumgesetzten Signals seinen vollen Wert nicht erreicht.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch zum Abtrennen eines ersten Bestandteils von dem zweiten

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Bestandteil dienende Mittel (14, 21; 54, 59; 128, 132; 136, 139) , zum Umsetzen des ersten Bestandteils in den Frequenzbereich des zweiten Bestandteils dienende Mittel (17, 18; 57, 58; 131, 138, 144), zum Zusammenfassen des umgesetzten ersten Bestandteils mit dem nicht umgesetzten zweiten Bestandteil dienende Mittel (16; 56; 129, 137) und durch zum Einstellen der Pegelwerte der Bestandteile auf unterschiedliche Energiepegel im Ausgangssignal dienende Mittel ( 1 4 , 21; 54, 59; 128, 132, 136, 139).
6, Vorrichtung nach Anspruch 5, insbesondere zur übertragung von zwei jeweils Bestandteile höherer und niedrigerer Frequenzen enthaltender Eingangssignale, wobei der Be-

. standteil niedrigerer Frequenz des ersten Signals umgesetzt und mit dem Bestandteil höherer Frequenz des ersten Signals zusammengefaßt wird, gekennzeichnet durch zum Trennen der Bestandteile höherer und niedrigerer Frequenz des zweiten Signals dienende Mittel (148, 149), zum Umsetzen des Bestandteils höherer Frequenz des zweiten Signals in den Bereich niedrigerer Frequenz dienende Mittel (151), zum Zusammenfassen des umgesetzten Bestandteils höherer Frequenz mit den Bestandteilen höherer und niedrigerer Frequenz des zweiten Signals dienende Mittel (54) und durch zum Ausscheiden des Bestandteils höherer Frequenz aus dem zusammengefaßten Signals zwecks Herleitung eines aus dem Bestandteil niedrigerer Frequenz und dem Bestandteil umgesetzter höherer Frequenz des zweiten Eingangssignals bestehenden zweiten Ausgangssignals dienende Filter (149, 159) . .
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch zum Trennen der Bestandteile des Ausgangssignals dienende Mittel (29, 31), zum Rückumsetzen des ersten Bestandteils in seinen ursprünglichen Frequenzbereich dienende Mittel

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(42) und zum Zusammenfassen des rückumgesetzten ersten Bestandteils mit dem zweiten Bestandteil dienende Mittel (41).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Rückumsetzen des ersten Bestandteils dienenden Mittel (26, 42) zum Zusammenfassen des Ausgangssignals, sobald sich dieses auf dem Pegel des ersten Bestandteils befindet, mit einem Signal vorbestimmter Frequenz dienende Mittel (41), und zum allmählichen Anlegen des Signals vorbestimmter Frequenz, derart, daß dieses während des Verlaufs wenigstens einer Periode der niedrigsten Frequenz des rückumgesetzten Signals seinen vollen Wert nicht erreicht, dienende Mittel (33, 34, 36, 37) umfassen.

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