DE2837907C3 - Verfahren zur Übertragung von niederfrequenten Signalen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von niederfrequenten Signalen zwischen elektrooptischen Sende- und Empfangseinrichtungen mittels amplitudenmodulierter optischer Strahlung.

Die Verwendung von infrarotem Licht als Übertragungsmedium für zahlreiche Anwendungen ist bereits bekannt. Üblicherweise werden auf der Sendeseite Lumineszenzdioden verwendet, deren abgestrahltes Licht sich sehr leicht amplitudenmodulieren läßt Auf der Empfangsseite werden in den Geräten meist PIN-Dioden eingesetzt, die in Sperrichtung gepolt einen Strom liefern, der ein Abbild der sendeseiligen Modulation darstellt

Es ist bekannt, leiterlos, das heißt mit freier Strahlung zu arbeiten, wobei in geschlossenen Räumen durch die Sendedioden der Raum möglichst diffus ausgeleuchtet wird, um überall gute Empfangsmöglichkeiten zu schaffen. Diese Übertragungsverfahren mit infrarotem Licht sind deshalb so vorteilhaft, weil die Strahlung auf den jeweiligen Raum begrenzt ist und insofern ähnliche Anlagen außerhalb des Raumes nicht stören und auch nicht gestört werden können.

Das Licht von Lumineszenzdioden kann nur im Bezug auf die Amplitude moduliert werden. Eine Direktmodulation des Lichtes selbst durch die zu übertragenden Niederfrequenzsignale kommt jedoch kaum in Frage, da die Störungen, die beispielsweise durch Glühlampen oder Leuchtstofflampen hervorgerufen werden, zu groß sind. Diese Art Übertragungsverfahren, wie sie beispielsweise in der Liieräturstelle »Mechanikus«, Febru- ar 1964, Seiten 54—58, beschrieben sind, konnten sich deshalb in der Praxis nicht behaupten.

Bei anderen bekannten Übertragungsverfahren über eine optische Strahlung wird deshalb stets die Doppelmodulation angewandt, bei der die Amplitude des Lichts zunächst mit einem Hilfsträger moduliert wird, der dann wiederum durch die zu übertragenden Niederfrequeni.signale meist frequenzmoduliert wird.

Ein solches Verfahren ist in der DE-OS 23 42 345 angegeben. Diese Verfahren haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß man im selben Raum entweder überhaupt nur ein einziges Signal aussenden und empfangen kann oder daß man für Simultanübertragungen unterschiedliche Trägerfrequenzen benötigt und dann einigen technischen Aufwand treiben muß, um gegenseitige Störungen durch Oberwellen dieser Trägerfrequenzen oder durch Intermodulationen zu vermeiden. Auf derselben Frequenz können zwei Sender nicht betrieben werden, da dann stets erhebliche Interferenzstörungen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung von niederfrequenten Signalen zwischen elektrooptischen Sende- und Empfangseinrichtungen mittels amplitudenmodulierter optischer Strahlung zu schaffen, mit welchem Gespräche vieler Teilnehmer — Gruppengespräche — ohne Einhaltung von Sprechdisziplin gleichzeitig ermöglicht werden und trotz der Amplitudenmodulation ein großes Nutz-/Störsignalverhäitnis erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Bei der Lösung der Aufgabe wurde von dem Grundgedanken ausgegangen, daß bei Einsatz eines Trägerfrequenzsystems wegen der Interferenzen und damit gegenseitigen Auslöschungsmöglichkeit beim Vorhandensein mehrerer Träger der gleichzeitige Betrieb mehrerer Sender nicht störungsfrei erfolgen kann. Bei Anwendung der Einseitenmodulation gemäß einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung sind jedoch Gruppengespräche im gleichen Frequenzband ohne Sprechdisziplin möglich, da keine störenden Interferenzen zwischen Trägern verschiedener Sender auftreten. Empfangsseitig ergeben die durch Zusatz eines Trägers erzeugten Niederfrequenzspannungen einfach die Summe der Niederfrequenzspannungen der einzelnen Sender wieder.

Die Einseitenbandmodulation ist eine Sonderform der Amplitudenmodulation. Dieser gegenüber bestanden bisher immer Vorurteile bei der Übertragung von Nachrichten über eine optische Strahlung. Da man auf die Störbefreiung durch die Modulationsart selbst verzichten muß, ist zur Erzielung eines ausreichenden Störabstandes eine verhältnismäßig hohe Lichtleistung erforderlich. Um die erforderlichen Lichtleistungen und insbesondere das Batterievolumen bei batteriebetriebenen Sendern zu reduzieren, wird gemäß einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung durch Steuerung der mittleren Intensität der Lichtstrahlung in Abhängigkeit von der Amplitude der Modulationsspannung ein ständiger Modulationsgrad von 100% angenähert. Durch dieses Verfahrensmerkmal wird immer nur soviel Lichtleistung benötigt, wie jeweils zur verzerrungsfreien und störarmen übertragung erforderlich ist. Da beispielsweise bei Sprache die Ampliludenspilzen ganz erheblich Ober dem Mittelwert liegen und außerdem die Sprechpausen meist länger sind als die Sprechzeiten, kann auf diese Weise sehr viel Sendeenergie gespart werden. Auf die Übertragungsqualität hat das praktisch keinen Einfluß. Ein Vorteil liegt sogar darin, daß bei weniger abgestrahltem Licht der Störpegel absinkt — geringeres Lichirauschen —, so daß der Störabstand verbessert wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Übertragungsverfahrens nach der Erfindung sieht vor, Empfänger zu verwenden, die durch optische Mittel, wie beispielsweise Linsen oder Hohlspiegel, eine verhältnismäßig starke

Richtwirkung haben. Mit diesen Anordnungen ist es dann möglich, sich beispielsweise in einem Diskussionsgespräch unter zahlreichen Teilnehmern auf einen Sprecher zu konzentrieren, indem man ihn einfach anblickt und dabei gleichzeitig den Empfänger auf ihn richtet oder indem man spezielle Empfänger verwendet, die man in der Hand hält oder beispielsweise am Handgelenk befestigt. Diese Ausgestaltung ist besonders für hörbehinderte Personen zweckmäßig, da diese mit den üblichen Hörgeräten nicht in der Lage sind, sich "> auf bestimmte Sprecher zu konzentrieren.

Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen Anwendungsbeispiele nicht als Begrenzung des Erfindungsgedankens anzusehen sind, sondern daß vielmehr Veränderungen und Abwandlungen vom ^|5 Fachmann leicht durchgeführt werden können, ohne den Grundgedanken und Rahmen der Erfindung zu verlassen.

So ist beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren auch für Gegensprechen geeignet, wie es beispielsweise für einen schnurlosen Telefonapparat erforderlich ist Schnurlose Telefonapparate werden bei einer geeigneten Übertragungstechnik an Bedeutung gewinnen, da einerseits die meisten Beschädigungen an Telefonen durch die Schnüre hervorgerufen werden und andererseits immer wieder eine gewisse Freizügigkeit im Raum gefordert wird. Auch lautsprechende Telefone sollten schnurlos sein, da es dann verhältnismäßig leicht ist, das Mikrofon nahe an den Mund zu bringen, wodurch die Wiedergabequalität für den entfernten Teilnehmer erheblich besser wird und echtes Gegensprechen ohne Sprachsteuerung möglich ist.

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung von niederfrequenten Signalen zwischen elektrooptischen Sende- und Empfangseinrichtungen mittels amplitudenmodulierter optischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet,

— daß sendeseitig die Amplitudenmodulation der optischen Strahlung durch ein trägerloses höherfrequentes Einseitenbandsignal erfolgt, welches ι ο aus dem niederfrequenten Signal durch Umsetzung abgeleitet wird,

— daß durch Steuerung der mittleren Intensität der optischen Strahlung in Abhängigkeit von der Amplitude dieses Einseitenbandsignals ein stan- is diger Modulationsgrad von 100% angenähert wird und

— daß das empfangene Signal durch Zusatz des Trägers in den ursprünglichen Niederfrequenzbereich umgesetzt wird.

2. Übertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig optische Mittel zur Richtungsselektion vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die optische Strahlung im Infrarot-Bereich liegt