DE3224401C1 - Digital messaging system - Google Patents

Digital messaging system

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DE3224401C1
DE3224401C1 DE19823224401 DE3224401A DE3224401C1 DE 3224401 C1 DE3224401 C1 DE 3224401C1 DE 19823224401 DE19823224401 DE 19823224401 DE 3224401 A DE3224401 A DE 3224401A DE 3224401 C1 DE3224401 C1 DE 3224401C1
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Christopher James Ridgen
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/12Channels characterised by the type of signal the signals being represented by different phase modulations of a single carrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Digitalnachrichtensender und Digitalnachrichtenempfänger. Erfindungsgemäß wird ein digitaler Nachrichtenübertragungskanal 2 mit langsamer Datenrate zu einem frequenzumgetasteten FSK-Nachrichtenübertragungsnetzwerk 1 mit zwei Frequenzen hinzugefügt, der unabhängig betreibbar ist und die primären Nachrichtenübertragungsvorgänge nicht beeinflußt. Der Datenkanal für langsame Daten arbeitet bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1 Baud, wobei eine Frequenzverschiebung von 1 Hz bei beiden Tönen der primären Nachrichtenübertragung angewandt wird. Im Sender wird ein Referenzfrequenzsignal 3 einem Frequenzsynthesizer 7-10, 15 zugeführt, der die vier erforderlichen Frequenzen erzeugt und die erforderlichen Signale für Zeitsteuergates 13, 14 liefert, mit denen gewährleistet wird, daß die langsamen Daten unter Phasenkohärenz zu den primären Daten hinzugefügt werden. Der entsprechende Empfänger umfaßt einen Empfängeroszillator 21, der auf eine der beiden primären Frequenzen abgestimmt ist. Nach Demodulation (16-19) werden die empfangenen Signale und das empfängerseitig erzeugte Signal in einem Phasenkomparator 20 verglichen und anschließend in einem Filter gefiltert, um die beiden Nachrichtenübertragungskanäle 24, 25 voneinander zu trennen.The invention relates to a digital message transmitter and digital message receiver. According to the invention, a digital message transmission channel 2 with a slow data rate is added to a frequency-shift keyed FSK message transmission network 1 with two frequencies, which can be operated independently and does not influence the primary message transmission processes. The data channel for slow data operates at a transmission rate of 1 baud, whereby a frequency shift of 1 Hz is applied to both tones of the primary message transmission. In the transmitter, a reference frequency signal 3 is fed to a frequency synthesizer 7-10, 15 which generates the four required frequencies and supplies the necessary signals for timing gates 13, 14 which ensure that the slow data is added to the primary data in phase coherence. The corresponding receiver comprises a receiver oscillator 21 which is tuned to one of the two primary frequencies. After demodulation (16-19), the received signals and the signal generated on the receiver side are compared in a phase comparator 20 and then filtered in a filter in order to separate the two message transmission channels 24, 25 from one another.

Description

Die Erfindung betrifft Längstwellen- und Langwellen- Nachrichtensysteme (VLF- und LF-Nachrichtensysteme), die Sender und Empfänger umfassen, und insbesondere einen Kanal für niedrige Datenraten zum Betrieb bei ent­ sprechenden Frequenzen.The invention relates to long wave and long wave Message systems (VLF and LF message systems) that Include transmitter and receiver, and in particular one Channel for low data rates for operation with ent speaking frequencies.

Die VLF- und LF-Frequenzbänder der Radiofrequenzen überdecken den Bereich von 3-300 kHz. Diese Frequenzen werden wegen ihrer stabilen und relativ vorhersagbaren Ausbreitung zur Nachrichtenübertragung über weite Ent­ fernungen und zur Navigation verwendet. Diese Frequenzen stellen ferner die niedrigsten Frequenzen dar, die ohne Antennen mit riesigen Ausmaßen noch übertragen werden können. So hat beispielsweise der bei 16 kHz arbeitende Sender Rugby eine Antenne, die aus mehreren Masten be­ steht, die jeweils 256 m hoch sind.The VLF and LF frequency bands of the radio frequencies cover the range of 3-300 kHz. These frequencies are because of their stable and relatively predictable Spread for message transmission over wide Ent distances and used for navigation. These frequencies  also represent the lowest frequencies without Antennas with huge dimensions can still be transmitted can. For example, the one working at 16 kHz Transmitter rugby an antenna that consists of several masts stands, which are each 256 m high.

Ein übliches Verfahren zur Datenübertragung mit VLF- und LF-Sendern ist die Frequenzumtastung (FSK) von zwei Tonfrequenzen. Der Träger wird dabei zwischen zwei Frequenzen, die üblicherweise einen Abstand von 50 Hz besitzen, umgeschaltet, wobei eine Frequenz eine Marke und die andere Frequenz einen Zwischenraum be­ zeichnet.A common method of using data transfer VLF and LF transmitters is frequency shift keying (FSK) of two sound frequencies. The carrier is between two frequencies, usually a distance of 50 Hz, switched, with a frequency one Mark and the other frequency be a space draws.

Bei dieser Verfahrensweise bestand allerdings wei­ terhin das Bedürfnis nach Betriebsfähigkeit über länge­ re Distanzen, insbesondere bei der Anwendung zur Nach­ richtenübertragung mit getauchten Unterseebooten.This procedure, however, was white then the need for long-term operability distances, especially when used for the night Straightening with submersible.

Aus DE 25 29 386 A1 ist ein Verfahren zur zusätzlichen Übertragung von Daten, Fernwirksignalen und dergl. über einen FM-Stereo-Rundfunksender be­ kannt, das mit mehrfacher Modulation arbeitet und bei dem einem Multiplex­ signal ein unterdrückter Hilfsträger, der für die Stereodekodierung nicht benötigt wird, mit kleiner Amplitude zugesetzt und mit zusätzlich zu über­ tragenden Signalen moduliert wird, diese zweite Modulation mittels Phasen­ umkehrmodulation oder nach einem anderen Modulationsverfahren erfolgt.DE 25 29 386 A1 describes a method for the additional transmission of Data, telecontrol signals and the like via an FM stereo broadcast transmitter knows that works with multiple modulation and one with a multiplex signal a suppressed subcarrier that is not for stereo decoding is needed, added with a small amplitude and with additionally to over carrying signals is modulated, this second modulation by means of phases reverse modulation or another modulation method.

Aus DE 25 14 359 A1 sind weiter ein Verfahren und eine Schaltungsanord­ nung zur Übertragung von Dienstinformationen bei deltamodulierten oder ähnlichen Radioverbindungen bekannt, bei denen die Frequenz eines Senders in einem digitalen Informationsübertragungssystem gleichzeitig und unter Verwendung unterschiedlicher Modulationsarten zum einen mit einem eigent­ lichen Nutzsignal und zum anderen mit einem zusätzlichen Dienstsignal mo­ duliert wird, wobei zunächst das unkodierte Dienstsignal mittels Frequenz­ modulation auf die Trägerfrequenz aufmoduliert wird und anschließend die so erhaltene modulierte Trägerfrequenz mit dem Nutzsignal phasenmoduliert wird.DE 25 14 359 A1 also describes a method and a circuit arrangement for the transmission of service information with delta modulated or Similar radio links are known where the frequency of a transmitter in a digital information transmission system simultaneously and under Use of different types of modulation on the one hand with an actual Lich useful signal and on the other hand with an additional service signal mo is dulated, the uncoded service signal using frequency modulation is modulated onto the carrier frequency and then the The modulated carrier frequency thus obtained is phase-modulated with the useful signal becomes.

Aus US 41 21 056 A ist ferner ein digitales Frequenzmultiplexsystem be­ kannt, das die Übertragung mehrerer Signale ermöglicht, wobei seriell ein­ laufende Signale einen ersten und gleichzeitig der Systemtakt einen zwei­ ten sinusförmigen tonfrequenten Träger jeweils unter Frequenzumtastung modulieren und die so erhaltenen modulierten Träger linear miteinander kombiniert werden.From US 41 21 056 A is also a digital frequency division multiplex system be knows that allows the transmission of multiple signals, serial one running signals a first and at the same time the system clock a two ten sinusoidal sound-frequency carriers, each with frequency shift keying modulate and the resulting modulated carriers linear with each other be combined.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein digitales Nachrichtenübertragungssystem mit Digitalnachrichtensender und Digital­ nachrichtenempfänger zu schaffen, das einen schmalbandigen zweiten Kanal mit langsamer Datenrate aufweist, der zur Erzielung eines größeren Nach­ richtenübertragungsbereichs und ohne Beeinflussung des konventionellen VLF- oder LF-Betriebs betrieben werden kann.In contrast, the invention has for its object a digital Message transmission system with digital news transmitter and digital to create message receivers that have a narrow-band second channel with a slow data rate, which is necessary to achieve a larger night directional transmission range and without influencing the conventional VLF or LF operation can be operated.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.The task is solved according to the requirements.

Die Erfindung gibt gemäß einem ersten Aspekt einen Digitalnachrichtensender mit einer Einrichtung zur Codie­ rung bzw. Verschlüsselung eines ersten Signals unter Ver­ wendung zweier diskreter Frequenzen zur Übertragung mit einer ersten Rate, einer Einrichtung zur Codierung eines zweiten Signals zur Übertragung mit einer zweiten, lang­ sameren Rate, wobei das Verhältnis der zweiten Raten ganzzahlig ist, und einer Einrichtung zur Kombination des ersten und zweiten Signals unter Phasenkohärenz an, wodurch mindestens eine der beiden diskreten Frequenzen des ersten Signals durch das zweite Signal moduliert wird.According to a first aspect, the invention provides a Digital news transmitter with a device for coding  tion or encryption of a first signal under Ver using two discrete frequencies for transmission with a first rate, a device for coding a second signal for transmission with a second, long sameren rate, the ratio of the second rates is an integer, and a device for combination of the first and second signals under phase coherence, whereby at least one of the two discrete frequencies the first signal is modulated by the second signal.

Auf diese Weise führt bei Hinzufügung eines zweiten Kanals für langsame Daten zu einem herkömmlichen Nachrich­ tenkanal die schmalere Bandbreite des zweiten Kanals zu einer Bereichserweiterung bzw Reichweiteerhöhung bei gleiche übertragener Leistung. Bei Verwendung eines konventionellen 50/75-Baud-FSK-Systems zum Nachrichten­ austausch mit Unterseebooten wird ferner durch Hinzu­ fügung eines Kanals für langsame Daten die Tiefenüber­ tragung verbessert. Vorzugsweise werden beide diskrete Frequenzen mit dem zweiten Signal moduliert. Hierdurch werden die Phasenkohärenzanforderungen von VLF-Sendern erfüllt, was zugleich bedeutet, daß das zweite Signal zu jeder Zeit vorliegt im Vergleich zum Vorliegen wäh­ rend 50% der Zeit, wenn lediglich eine der beiden diskre­ ten Frequenzen moduliert wird.This way, when adding a second one Channel for slow data to a conventional message channel the narrower bandwidth of the second channel an expansion of the range or an increase in range same transmitted power. When using a conventional 50/75 baud FSK system for messaging Exchange with submarines is also added add a channel for slow data the depths wearing improved. Preferably both are discrete Frequencies modulated with the second signal. Hereby become the phase coherence requirements of VLF transmitters fulfilled, which also means that the second signal is available at all times compared to the present rend 50% of the time if only one of the two discre ten frequencies is modulated.

Die Modulation der beiden diskreten Frequenzen durch den zweiten Kanal für langsame Daten umfaßt vorzugsweise eine Frequenzverschiebung beider diskreten Frequenzen. Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Modula­ tion eine Phasenverschiebung umfassen.The modulation of the two discrete frequencies by preferably includes the second channel for slow data a frequency shift of both discrete frequencies. According to an alternative embodiment, the module tion include a phase shift.

Vorteilhaft wird das erste Signal frequenzumgesetzt, wobei eine der diskreten Frequenzen eine Marke und die andere Frequenz einen Zwischenraum im codierten ersten Signal darstellen und das zweite Signal eine Modulation des ersten Signals in der Weise ist, daß eine Marke durch eine gleiche Änderung der beiden diskreten Fre­ quenzen dargestellt wird. Auf diese Weise liegen vier vom Sender erzeugte Frequenzen vor. Vorzugsweise wird eine einzige Referenzfrequenzquelle zur Erzeugung der Frequenzen zur Übertragung der beiden Signale und zur Erzeugung der Schaltsignale für die kohärente Modulation verwendet.The first signal is advantageously frequency-converted, where one of the discrete frequencies is a mark and the  other frequency a space in the encoded first Represent signal and the second signal a modulation of the first signal in such a way that a mark by changing the two discrete fre sequences is shown. In this way there are four frequencies generated by the transmitter. Preferably a single reference frequency source for generating the Frequencies for transmitting the two signals and for Generation of switching signals for coherent modulation used.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform wird die Referenzfrequenz zur Ansteuerung von zwei bistabilen Schaltungen bei den betreffenden Frequenzen der Daten­ übertragung des ersten Signals und des zweiten Signals verwendet, wobei die Ausgänge der beiden bistabilen Schaltungen zur Erzeugung der Schaltsignale herange­ zogen werden.According to a favorable embodiment, the Reference frequency for controlling two bistable Circuits at the relevant frequencies of the data transmission of the first signal and the second signal used, the outputs of the two bistable Circuits for generating the switching signals be drawn.

Die vier Frequenzen werden vorteilhaft durch An­ schluß der Referenzfrequenz an einen Phasenregler (PLL), Anschluß des Ausgangs des Phasenreglers an einen program­ mierbaren Teiler und wählbare Programmierung des Teilers zur Abgabe einer geeigneten Frequenz der vier Frequenzen erzeugt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Signal bei 50 Baud und das zweite, langsame Daten­ signal bei 1 Baud übertragen.The four frequencies are advantageously determined by An connection of the reference frequency to a phase controller (PLL), Connection of the output of the phase controller to a program adjustable divider and selectable programming of the divider to deliver a suitable frequency of the four frequencies generated. According to a preferred embodiment, the first signal at 50 baud and the second, slow data signal transmitted at 1 baud.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Nachrichtenempfänger zum Empfang eines ersten, mit einer ersten Rate bzw Geschwindigkeit auf zwei diskreten Frequenzen übertragenen Signals und eines zweiten Signals, das als zweite Modulation des ersten Signals mit langsamerer Rate übertragen wird; der erfindungsgemäße Empfänger um­ faßt Schaltungseinrichtungen zur Erfassung bzw Demodu­ lation der übertragenen Signale, eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals bei einer der beiden diskreten Frequenzen, eine Vergleicherein­ richtung zum Vergleichen der erfaßten Signale mit dem erzeugten Signal und zur Erzeugung eines Differenz- Ausgangssignals sowie eine Filtereinrichtung zur Trennung des ersten und zweiten Signals vom Differenz-Ausgangs­ signal.According to a second aspect, the invention relates to a message recipient to receive a first, with a first rate or speed on two discrete Frequencies transmitted signal and a second signal, that as a second modulation of the first signal with slower Rate is transferred; the receiver according to the invention  summarizes circuit devices for detection or demodu lation of the transmitted signals, a device for Generation of an electrical output signal at a of the two discrete frequencies, a comparator direction for comparing the detected signals with the generated signal and to generate a difference Output signal and a filter device for separation of the first and second signals from the differential output signal.

Die Erfassungs- bzw Demodulationseinrichtung ist vor­ zugsweise ein Hochfrequenzverstärker (HF-Verstärker), der ein Bandpaßfilter zur Verbesserung der Empfindlich­ keit des Empfängers aufweisen kann.The detection or demodulation device is in front preferably a high-frequency amplifier (RF amplifier), which is a bandpass filter to improve sensitivity speed of the receiver.

Die empfangenen Signale und das erzeugte Signal wer­ den vorzugsweise in einem Phasenkomparator verglichen. Der HF-Verstärker umfaßt ferner vorteilhaft einen Be­ grenzer zur Verringerung der Amplitudenempfindlichkeit des Empfängers.The received signals and the generated signal who which is preferably compared in a phase comparator. The RF amplifier also advantageously includes a Be limiter to reduce amplitude sensitivity Recipient.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher er­ läutert; es zeigen:The invention is based on Ausfüh approximately examples with reference to the drawing he purifies; show it:

Fig. 1: ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Senders; Fig. 1 is a block diagram of a transmitter according to the invention;

Fig. 2: ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Empfängers; FIG. 2 is a block diagram of a receiver according to the invention;

Fig. 3 und 4(i)-4(iii) detaillierte Schaltungen des Senders von Fig. 1 und FIGS. 3 and 4 (i) -4 (iii) detailed circuits of the transmitter of FIG. 1 and

Fig. 5-7: detallierte Schaltungen des Empfängers von Fig. 2. Fig. 5-7: detailed circuits of the receiver of Fig. 2nd

Bei einem typischen Frequenzumtastungs-Modulations­ system (FSK-System) wird das übertragene Signal zwischen einem ersten Ton (A-Ton) und einem zweiten Ton (Z-Ton) umgeschaltet. Dabei ist es erforderlich, daß die Umschal­ tung von einem Ton zum anderen in Phase erfolgt, so daß keine großen Schalt- bzw. Einschwingströme und -spannungen in den Ausgangskreisen des Senders erzeugt werden. Dies geschieht dadurch, daß gewährleistet wird, daß die Länge jedes Bits eine genau ganzzahlige Anzahl von Schwingungs­ perioden beträgt. Beim Rugby-FSK-System beträgt beispiels­ weise der A-Ton 16 kHz, der Z-Ton 15 950 Hz und die Bit­ länge jedes Bits 20 ms entsprechend 320 Schwingungsperio­ den des A-Tons bzw. 319 Schwingungsperioden des Z-Tons, wobei die Datenübertragungsrate entsprechend 50 Baud be­ trägt.With a typical frequency shift keying modulation system (FSK system), the transmitted signal is between a first tone (A tone) and a second tone (Z tone) switched. It is necessary that the shawl tion from one tone to another takes place in phase so that no large switching or transient currents and voltages are generated in the output circuits of the transmitter. This happens by ensuring that the length each bit is an exactly integer number of vibrations periods. With the rugby FSK system, for example the A-tone 16 kHz, the Z-tone 15 950 Hz and the bits length of each bit 20 ms corresponding to 320 oscillation period those of the A tone or 319 oscillation periods of the Z tone, the data transfer rate corresponding to 50 baud wearing.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Senders wird ein erstes, frequenzumge­ tastetes codiertes Nachrichtensignal mit einer Datenrate von 50 Baud zu einem Eingang 1 zu einem Sender geführt, um so die Umschaltung zwischen dem A-Ton und dem Z-Ton wie bei herkömmlichen FSK-Sendesignalen vorzugeben. Ein zweites codiertes Signal zur Übertragung mit langsamer Datenrate liegt an einem Eingang 2 und erzeugt eine Ver­ schiebung von 1 Hz bei beiden Komponenten des ersten frequenzumgetasteten FSK-Signals. Der Eingang für die langsame Datenrate wird einmal pro Sekunde umgeschaltet, was einer Datenrate von 1 Baud entspricht. Zur Erzeugung der erforderlichen Frequenzen von 16000 Hz (A-Ton), 16001 Hz, 15950 Hz (Z-Ton) und 15951 Hz dient ein programmierbarer Frequenzsynthesizer als Frequenz­ generator. Ein 16-kHz-Standardsignal 3 liegt über einen Eingangspuffer 4 an einer 1 : 32-Teilerschaltung 5. Der 500-Hz-Ausgang 6 wird als Eingang zu einer PLL-Schaltung 7 geführt. Der Ausgang der PLL-Schaltung 7 wird durch einen Verstärker 8 verstärkt und liegt an einer 1 : n-Teiler­ schaltung 9. Die n : n-Teilerschaltung 9 steuert die Fre­ quenz des Phasenregelkreises der PLL-Schaltung 7 in der Weise, daß das Ausgangssignal nach Durchlaufen einer 1 : 500-Teilerschaltung 10 in wählbarer Weise gleich einer der vier erforderlichen Frequenzen ist. Das 500-Hz-Signal am Ausgang 6 gelangt durch eine 1 : 10-Teilerschaltung 11 und eine 1 : 50-Teilerschaltung 12 und liefert ein 50-Hz- Steuersignal für ein Zeitsteuergate 13 für den Eingang 1 für die FSK-Daten bzw ein 1-Hz-Steuersignal für ein Zeit­ steuergate 14 für den Eingang 2 für die langsamen Daten. Das FSK-Signal und das Signal der langsamen Daten werden auf diese Weise durch die entsprechenden Zeitsteuergates mit dem 16-kHz-Frequenzstandard synchronisiert. Diese beiden synchronisierten Signale gelangen durch eine Teilersteuerschaltung 15 zur 1 : n-Teilerschaltung 9, so daß am Signalausgang der PLL-Schaltung 7 die entsprechen­ de angestrebte Frequenz entsteht.In the block diagram of the transmitter according to the invention shown in Fig. 1, a first, frequency-shift keyed coded message signal with a data rate of 50 baud is led to an input 1 to a transmitter, so as to switch between the A-tone and the Z-tone as in to specify conventional FSK transmission signals. A second coded signal for transmission at a slow data rate is at an input 2 and generates a shift of 1 Hz in both components of the first frequency-shift keyed FSK signal. The input for the slow data rate is switched once per second, which corresponds to a data rate of 1 baud. A programmable frequency synthesizer is used as a frequency generator to generate the required frequencies of 16000 Hz (A-Ton), 16001 Hz, 15950 Hz (Z-Ton) and 15951 Hz. A 16 kHz standard signal 3 is connected to a 1:32 divider circuit 5 via an input buffer 4 . The 500 Hz output 6 is fed as an input to a PLL circuit 7 . The output of the PLL circuit 7 is amplified by an amplifier 8 and is connected to a 1: n divider circuit 9 . The n: n divider circuit 9 controls the frequency of the phase locked loop of the PLL circuit 7 in such a way that the output signal after passing through a 1: 500 divider circuit 10 is selectively equal to one of the four required frequencies. The 500 Hz signal at output 6 passes through a 1:10 divider circuit 11 and a 1:50 divider circuit 12 and supplies a 50 Hz control signal for a timing gate 13 for input 1 for the FSK data or a 1 -Hz control signal for a timing gate 14 for input 2 for the slow data. The FSK signal and the slow data signal are thus synchronized with the 16 kHz frequency standard by the corresponding timing gates. These two synchronized signals pass through a divider control circuit 15 to the 1: n divider circuit 9 , so that the corresponding de desired frequency arises at the signal output of the PLL circuit 7 .

In Fig. 2 ist ein Empfänger zur Demodulation des übertragenen Signals dargestellt. Ein von der Antenne 16 empfangenes Signal gelangt durch ein einstellbares Dämpfungs­ glied 17 hindurch, das eine Dämpfung von bis zu 40 dB er­ laubt. Das Signal wird dann von einem HF-Verstärker 18 verstärkt, der in erster Stufe einen empfindlichen Ver­ stärker mit FET-Eingang und in zweiter Stufe einen Ver­ stärker und Begrenzer umfaßt. Ein Bandpaßfilter 19 kann zwischen der ersten und der zweiten Verstärkerstufe des HF-Verstärkers 18 eingeschaltet werden. Das Bandpaßfilter 19 ist so ausgebildet, daß es über einen Frequenzbereich von 14,5-20 kHz abstimmbar und sein Q-Wert (Gütefaktor) einstellbar ist. Ein Q-Wert von 200 erwies sich hierbei als günstig. Der Ausgang des HF-Verstärkers 18 ist mit einem Eingang eines Phasenkomparators 20 verbunden. Ein Frequenzsynthesizer 21 ist ferner mit einem zweiten Ein­ gang des Phasenkomparators 20 verbunden, wodurch ein Frequenzstandard mit dem empfangenen HF-Signal verglichen werden kann. Der Frequenzsynthesizer 21 liefert ein Aus­ gangssignal von 16 kHz, d.h. die gleiche Grundfrequenz wie der Sender, die mit dem empfangenen HF-Signal im Phasenkomparator 20 verglichen wird. Der Phasenkompara­ tor 20 liefert bei der Summenfrequenz der beiden Eingänge einen Rechteckwellenausgang. Das Marken/Zwischenraum- Verhältnis der Rechteckwelle variiert dabei entsprechend der Phasenbeziehung. Der Rechteckwellenausgang wird von einer Filterschaltung 22 gefiltert, die drei Ausgänge aufweist: einen nicht gefilterten Ausgang 23, einen bei etwa 100 Hz gefilterten Tiefpaßausgang 24 und einen bei etwa 1 Hz gefilterten Ausgang 25. Auf diese Weise liegt am Tiefpaßausgang 24 das herkömmliche 50-Baud-Signal an, während am Ausgang 25 das Signal mit niederer Datenrate von 1 Baud zur Verfügung steht.In FIG. 2, a receiver is shown for demodulation of the transmitted signal. A signal received by the antenna 16 passes through an adjustable attenuator 17 , which allows an attenuation of up to 40 dB. The signal is then amplified by an RF amplifier 18 , which comprises a sensitive amplifier with a FET input in the first stage and a amplifier and limiter in the second stage. A bandpass filter 19 can be switched on between the first and the second amplifier stage of the RF amplifier 18 . The bandpass filter 19 is designed such that it can be tuned over a frequency range of 14.5-20 kHz and its Q value (quality factor) can be set. A Q value of 200 turned out to be favorable. The output of the RF amplifier 18 is connected to an input of a phase comparator 20 . A frequency synthesizer 21 is further connected to a second input of the phase comparator 20 , whereby a frequency standard can be compared with the received RF signal. The frequency synthesizer 21 delivers an output signal of 16 kHz, ie the same fundamental frequency as the transmitter, which is compared with the received RF signal in the phase comparator 20 . The phase comparator 20 provides a square wave output at the total frequency of the two inputs. The mark / space ratio of the square wave varies according to the phase relationship. The square wave output is filtered by a filter circuit 22 which has three outputs: an unfiltered output 23 , a low-pass output 24 filtered at approximately 100 Hz and an output 25 filtered at approximately 1 Hz. In this way, the conventional 50 baud signal is present at the low-pass output 24 , while the signal with a low data rate of 1 baud is available at the output 25 .

In den Fig. 3 und 4(i)-4(iii) sind detaillierte Schal­ tungen des Senders von Fig. 1 dargestellt, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Komponenten bedeuten und die Buch­ staben a-f aus Klarheitsgründen die Unterbrechungspunkte in den Schaltungen bezeichnen. Die in diesen Figuren dar­ gestellten Schaltungsblöcke entsprechen handelsüblichen integrierten Schaltungen. Das am Eingang 3 anliegende sinusförmige 16-kHz-Referenzsignal gelangt zu einer einen Schmitt-Trigger umfassenden Eingangspufferschaltung 4, die einen externen Zeiteinstellungskondensator 26 von 22 nF aufweist. Der Schmitt-Trigger wandelt das am Eingang an­ kommende Referenzsignal in einen Digitalausgang um, der zur 1 : 32-Teilerschaltung 5 geführt wird. Die Teilung er­ folgt durch vier 1 : 2-Teilerstufen in der Schaltung 27 und eine weitere 1 : 2-Teilung in der Schaltung 28. Das 500-Hz- Signal am Ausgang 6 dient als Eingang 29 zur Erzeugung der für die FSK-Signale und die Signale mit langsamer Datenrate erforderlichen vier Frequenzen sowie zur Steue­ rung der Zeitsteuergates zur Synchronisation der Signale. Das 50-Hz-Timingsignal 30 wird aus dem 500-Hz-Signal wie in Fig. 1 durch die 1 : 10-Teilerschaltung (Dekadenzähler) 11 erhalten und ergibt durch weitere Teilung durch 50 durch die Dekadenzähler 31 und 32 das 1-Hz-Timingsignal 33. Das 50-Hz-Timingsignal 30 gelangt über einen Schmitt-Trigger 34 zu einem ersten Eingang 35 eines J-K-Flipflops in einer integrierten Schaltung 36, die zwei J-K-Flipflops enthält. Ein externer Widerstand 37 und ein Kondensator 38, die mit dem Schmitt-Trigger 34 verbunden sind, sind so ausgewählt, daß sich eine Ausgangsimpulslänge ergibt, die schmal ist im Vergleich zur Pulslänge des 1-Hz-Timingsignals 33. Das 1-Hz-Timingsignal 33 gelangt zu einem zweiten Eingang 39 des zweiten J-K-Flipflops der integrierten Schaltung 36. In FIGS. 3 and 4 (i) -4 (iii) are detailed scarf obligations of the transmitter of FIG. 1 where mean like numerals indicate like components and the carrying bushes af for clarity, the break points in the circuits call. The circuit blocks shown in these figures correspond to commercially available integrated circuits. The sinusoidal 16 kHz reference signal present at input 3 arrives at an input buffer circuit 4 comprising a Schmitt trigger, which has an external time setting capacitor 26 of 22 nF. The Schmitt trigger converts the reference signal arriving at the input into a digital output, which is fed to the 1:32 divider circuit 5 . The division he follows by four 1: 2 divider stages in the circuit 27 and a further 1: 2 division in the circuit 28 . The 500 Hz signal at output 6 serves as input 29 for generating the four frequencies required for the FSK signals and the signals with a slow data rate and for controlling the timing gates for synchronizing the signals. The 50 Hz timing signal 30 is obtained from the 500 Hz signal as in FIG. 1 by the 1:10 divider circuit (decade counter) 11 and, by further division by 50 by the decade counters 31 and 32, gives the 1 Hz Timing signal 33 . The 50 Hz timing signal 30 passes via a Schmitt trigger 34 to a first input 35 of a JK flip-flop in an integrated circuit 36 which contains two JK flip-flops. An external resistor 37 and a capacitor 38 , which are connected to the Schmitt trigger 34 , are selected so that there is an output pulse length that is narrow compared to the pulse length of the 1 Hz timing signal 33 . The 1 Hz timing signal 33 arrives at a second input 39 of the second JK flip-flop of the integrated circuit 36 .

Die beiden Flipflops sind entsprechend so ausgelegt, daß sie bei 50 bzw. 1 Hz schwingen. Das 50-Baud-Signal und sein Komplement gelangen vom Eingang 1 zu den Eingängen 40 bzw. 41 der Schaltung 36 nach Verstärkung und Signal­ formung durch einen Verstärker 42. Ein Inverter 43 er­ zeugt das Komplementsignal am Eingang 41. Das Signal der langsamen Daten gelangt vom Eingang 2 über einen Schalter 44 zum Eingang 45 der Schaltung 36. Ein Inverter 46 leitet das Komplement des Signals der langsamen Daten zu einem weiteren Eingang 47 der Schaltung 36. An den Ausgängen 48 bis 50 der Flipflopschaltung 36 werden Programm-Aus­ gangssignale erzeugt, die für den programmierbaren Teiler vorgesehen sind, um die entsprechenden Frequenzen zur übertragung zu erzeugen, wie später im einzelnen ausge­ führt ist.The two flip-flops are designed so that they oscillate at 50 and 1 Hz. The 50 baud signal and its complement pass from input 1 to inputs 40 and 41 of circuit 36 after amplification and signal shaping by an amplifier 42 . An inverter 43 he generates the complement signal at the input 41st The slow data signal passes from input 2 via a switch 44 to input 45 of circuit 36 . An inverter 46 passes the complement of the slow data signal to another input 47 of circuit 36 . At the outputs 48 to 50 of the flip-flop circuit 36 , program output signals are generated which are provided for the programmable divider in order to generate the corresponding frequencies for transmission, as will be explained later in detail.

Mit den Ausgängen 48-50 sind Leuchtdioden 51-53 verbunden; am Ausgang 55 ist eine Leuchtdiode 54 ange­ schlossen, um eine Überwachung der 50-Baud-Signale und der Signale mit langsamerer Datenrate zu ermöglichen.LEDs 51-53 are connected to the outputs 48-50 ; at the output 55 , a light-emitting diode 54 is connected to enable monitoring of the 50 baud signals and the signals with a slower data rate.

Die beiden Flipflops in der Schaltung 36 ändern dem­ entsprechend die Signale an den Ausgängen 48-50 in Abhängigkeit von den 50-Baud- und 1-Baud-Eingangssignalen für langsame Daten, wobei die Ausgangsänderungen in Ab­ hängigkeit von den Timingsignalen 33 und 35 synchronisiert sind. Die Marken und Zwischenräume im 50-Baud-Signal werden durch die Leuchtdioden 53 bzw. 52 dargestellt, während die Leuchtdioden 51 und 54 Marken bzw. Zwischenräume der lang­ samen Daten anzeigen. The two flip-flops in the circuit 36 accordingly change the signals at the outputs 48-50 as a function of the 50 baud and 1 baud input signals for slow data, the output changes being synchronized as a function of the timing signals 33 and 35 . The marks and spaces in the 50 baud signal are represented by the LEDs 53 and 52 , while the LEDs 51 and 54 indicate marks and spaces of the slow data.

Der Betrieb der Zeitsteuergates und die Steuerung des programmierbaren Teilers werden anhand der nach­ stehenden Tabelle verständlich, in der die Binärzahlen dargestellt sind, die der programmierbare Teiler für die erforderlichen Ausgangsfrequenzen für eine gegebene Eingangsfrequenz braucht. Die Spalten stellen jeweils den geforderten Zustand Null oder Eins eines Ausgangs des Teilers dar, um eine der in der ersten Spalte ange­ gebenen Frequenzen zu erzielen. Die Eingänge, bei denen zum Umschalten zwischen den vier Frequenzen keine Zu­ standsänderung erforderlich ist, dh diejenigen in den Gruppen E und C, sind für den Wert Null mit 0 V und für eine Eins mit +5 V beschaltet.Operation of the timing gates and control of the programmable divider are based on the standing table understandable in which the binary numbers are shown, which are the programmable divider for the required output frequencies for a given Input frequency needs. The columns represent each the required zero or one state of an output of the divisor to one of the numbers in the first column to achieve given frequencies. The entrances where no switch to switch between the four frequencies status change is required, ie those in the Groups E and C are for the value zero with 0 V and for a one connected with +5 V.

Eine Änderung von A oder Ao zu Z oder Zo erfolgt durch Änderung des Zustands der Eingänge in den Gruppen D und B in ihr Komplement. In ähnlicher Weise geschieht der Wechsel von A oder Z zu Ao oder Zo durch Änderung des Zustands des Eingangs in der Gruppe A von O in 1. A or Ao changes to Z or Zo by changing the state of the inputs in the groups D and B in their complement. It happens in a similar way the change from A or Z to Ao or Zo by change the state of the input in group A of O in FIG. 1.  

Zur Synchronisation der Timingimpulse für die Frequenz­ änderungen werden die 1-Hz- und 50-Hz-Timingsignale 33 und 35 zur Zeitsteuerung der beiden J-K-Flipflops in der integrierten Schaltung 36 herangezogen, wie oben erläutert. Ein J-K-Flipflop wird so für die Umschaltung von A in Z oder Ao in Zo bei 50 Hz getaktet, das andere J-K-Flipflop zur Änderung von A in Ao oder Z in Zo wird bei 1 Hz getaktet. Die integrierte Schaltung 36 besitzt komplementäre Ausgänge Q und Q von den Flip­ flops; dementsprechend ist der Ausgang Q eines Flipflops (Ausgang 49) mit 21 22 23 26 und Q (Ausgang 50) mit 27 verbunden, während Q (Ausgang 48) des anderen Flip­ flops mit 20 verbunden ist. Die Schaltrichtung wird durch Vorgabe der J- und K-Eingänge der Flipflops gesteuert. Wenn der Eingang K hoch und der Eingang J niedrig gehalten werden, geht der Ausgang Q nach der Taktung auf Null und umgekehrt. Auf diese Weise können die Daten diesen Eingängen zu beliebigen Zeitpunkten zwischen den Zeitsteuerimpulsen zugeführt werden; die Umschaltung erfolgt jedoch nur, wenn Takt- oder Timing­ impulse empfangen werden.To synchronize the timing pulses for the frequency changes, the 1 Hz and 50 Hz timing signals 33 and 35 are used to control the timing of the two JK flip-flops in the integrated circuit 36 , as explained above. One JK flip-flop is clocked for switching from A to Z or Ao in Zo at 50 Hz, the other JK flip-flop for changing A to Ao or Z in Zo is clocked at 1 Hz. The integrated circuit 36 has complementary outputs Q and Q from the flip-flops; accordingly, the output Q of one flip-flop (output 49 ) is connected to 2 1 2 2 2 3 2 6 and Q (output 50 ) to 2 7 , while Q (output 48 ) of the other flip-flop is connected to 2 0 . The switching direction is controlled by specifying the J and K inputs of the flip-flops. If input K is held high and input J is held low, output Q will go to zero after clocking and vice versa. In this way, the data can be fed to these inputs at any time between the timing pulses; however, the switchover only takes place if clock or timing pulses are received.

Das 500-Hz-Referenzsignal am Eingang 29 in Fig. 4 ist über einen Widerstand 56 und einen Kondensator 57 mit einem Phasenkomparatoreingang 58 der integrierten PLL-Schaltung 7 verbunden. Das Signal am Ausgang 59 der PLL-Schaltung 7 wird auf etwa 8 MHz multipliziert, wovon die vier Ausgangsfrequenzen 16000, 16001, 15950 und 15951 durch Teilung durch eine 1 : 500-Teilerschaltung 60 abgeleitet werden können. Die Feinabstimmung der PLL- Schaltung 7 erfolgt mit einem Trimmer 61 (Beehive-Trimmer). Die Verstärkung der PLL-Schaltung 7 wird durch einen 560-Ohm-Widerstand 62 an den Anschlüssen 63, 64 für das Tiefpaßfilter an der PLL-Schaltung 7 verringert. Der Ausgang 59 der PLL-Schaltung 7 gelangt durch eine monostabile Pufferschaltung 65, bevor er zum programmier­ baren Teiler 15 und der 1 : 500-Teilerschaltung 16 gelangt.The 500 Hz reference signal at input 29 in FIG. 4 is connected via a resistor 56 and a capacitor 57 to a phase comparator input 58 of the PLL integrated circuit 7 . The signal at the output 59 of the PLL circuit 7 is multiplied to approximately 8 MHz, from which the four output frequencies 16000, 16001, 15950 and 15951 can be derived by division by a 1: 500 divider circuit 60 . The PLL circuit 7 is fine-tuned with a trimmer 61 (Beehive trimmer). The gain of the PLL circuit 7 is reduced by a 560 ohm resistor 62 at the connections 63 , 64 for the low-pass filter on the PLL circuit 7 . The output 59 of the PLL circuit 7 passes through a monostable buffer circuit 65 before it reaches the programmable divider 15 and the 1: 500 divider circuit 16 .

Der programmierbare Teiler 15 umfaßt vier synchrone Binärzähler 66-69, die in Serie zusammengeschaltet sind. Das Ausgangssignal der monostabilen Pufferschaltung 65 ist mit dem Takteingang 70 jedes der Zähler 66-69 verbunden, die so angeordnet sind, daß die Zählung durch einen beliebigen dieser Zähler gleichzeitig eine logische Eins (+5 V) am Freigabeeingang (CE-Eingang) 71 des Zäh­ lers und am Zählereingang (CI-Eingang) 72 erfordert. Die beiden Eingänge 71 und 72 des ersten Zählers 66 sind mit +5 V verbunden, so daß der Zähler alle Takt­ impulse zählt. Für jeden 16. Taktimpuls gelangt ein Ausgangsimpuls vom Zählerausgang (CO) 73 zu den Frei­ gabeeingängen 71 der folgenden Zähler 67-69. Der CI- Eingang 72 des zweiten Zählers 67 ist mit +5 V verbun­ den, so daß dieser Zähler jeden 16. Taktimpuls zählt. Die CI-Eingänge 72 der letzten beiden Zähler 68 und 69 sind mit den CO-Ausgängen 73 der vorhergehenden Zähler verbunden. Auf diese Weise zählen die Zähler 66-69 Taktimpulse bis zu 216.The programmable divider 15 comprises four synchronous binary counters 66-69 , which are connected in series. The output signal of the monostable buffer circuit 65 is connected to the clock input 70 of each of the counters 66-69 , which are arranged so that the count by any of these counters is simultaneously a logic one (+5 V) at the enable input (CE input) 71 of the Counters and at the counter input (CI input) 72 required. The two inputs 71 and 72 of the first counter 66 are connected to +5 V, so that the counter counts all clock pulses. For every 16th clock pulse, an output pulse from the counter output (CO) 73 reaches the enable inputs 71 of the following counters 67-69 . The CI input 72 of the second counter 67 is connected to +5 V, so that this counter counts every 16th clock pulse. The CI inputs 72 of the last two counters 68 and 69 are connected to the CO outputs 73 of the previous counters. In this way, the counters 66-69 clock pulses count up to 2 16 .

Die dem augenblicklichen Zählerstand entsprechende Binärzähl wird durch Abnahme der Ausgänge 74-77 aus den vier Stufen jedes Zählers und Weiterleitung zu den betreffenden ersten Eingängen der vier mit zwei Eingängen versehenen exklusiven NOR-Gates (NICHT/ODER-Schaltungen), die in den entsprechenden integrierten Schaltungen 78-81 enthalten sind, abgenommen. Die zweiten Eingänge 82-85 der exklusi­ ven NOR-Gates in jeder integrierten Schaltung 78-81 sind mit einer logischen EINS (+5 V) oder einer logischen NULL (Erde) verbunden. Die exklusiven NOR-Gates sind mit offenem Rollektor beschaltet, so daß ihre Ausgänge 86-89, die sämtlich zusammengeschaltet sind, niedrig sind, wenn nicht der Zählerausgang und der binäre Programmeingang an den Eingängen 82-85 gleich sind; in diesem Fall wird ein Impuls am gemeinsamen Ausgang 90 über einen Inverter 91 an die Rücksetzeingänge der Zähler 66-69 angelegt, die dann wieder von NULL zu zählen beginnen. Der Impuls am Ausgang 90 ist auch das 500-Hz-Signal, das zur Vervollständigung der Phasenregelung erforderlich ist, und über einen zweiten Inverter 92 und eine monostabi­ le Schaltung 93, die das Signal in eine Rechteckwelle mit gleichem Markenabstand umwandelt, mit dem zweiten Eingang 94 des Phasenkomparators in der PLL-Schaltung 7 verbunden. Die Programmierungssignale an den Ausgängen 48-50 der J-K-Flipflops der Schaltung 36 (Fig. 3) sind mit den zugehörigen Eingängen 82-85 verbunden, wodurch das Teilungsverhältnis des Teilers 15 selektiv auf 16000, 16001, 15950 oder 15951 eingestellt werden kann, je­ nachdem, ob die Ausgänge 48-50 hoch (+5 V) oder niedrig (0) sind. Die PLL-Schaltung 7 wirkt dann so, daß sie am Ausgang 59 ein Ausgangssignal liefert, das dem 500-fachen Teilungsverhältnis entspricht. Das Signal am Aus­ gang 95 von den drei Dekadenzählern 96-98, die die 1 : 500-Teilerschaltung 60 bilden, ist so auf 16000, 16001, 15950 bzw 15951 Hz codiert entsprechend dem 500-Baud- FSK-Eingang und dem Eingang für langsame Daten. Das Signal am Ausgang 95 ist eine Rechteckwelle, die durch ein aktives Tiefpaßfilter 99 durchgeleitet wird, das ein sinusförmiges Ausgangssignal liefert, das seinerseits zu einer Emitterfolger-Pufferschaltung 100 geleitet wird, um so eine Sendersteuerung zu ergeben. Der Senderausgang kann als unsymmetrisches Signal (unbalanced signal) am Ausgang 101 oder als symmetrisches Signal (balanced signal) an den Ausgängen 102 und 103 von einem Balum-Übertrager 104 abgenommen werden.The binary count corresponding to the current counter reading is obtained by taking outputs 74-77 from the four stages of each counter and forwarding them to the relevant first inputs of the four two-input exclusive NOR gates (NOR / OR circuits) integrated in the corresponding ones Circuits 78-81 are included. The second inputs 82-85 of the exclusive NOR gates in each integrated circuit 78-81 are connected to a logic ONE (+5 V) or a logic ZERO (earth). The exclusive NOR gates are wired with an open roller so that their outputs 86-89 , which are all interconnected, are low unless the counter output and the binary program input at inputs 82-85 are the same; in this case, a pulse at common output 90 is applied via an inverter 91 to the reset inputs of counters 66-69 , which then begin to count from ZERO again. The pulse at output 90 is also the 500 Hz signal, which is required to complete the phase control, and via a second inverter 92 and a monostable circuit 93 , which converts the signal into a square wave with the same mark spacing, with the second input 94 of the phase comparator in the PLL circuit 7 connected. The programming signals at the outputs 48-50 of the JK flip-flops of the circuit 36 ( Fig. 3) are connected to the associated inputs 82-85 , whereby the division ratio of the divider 15 can be selectively set to 16000, 16001, 15950 or 15951, respectively depending on whether the outputs 48-50 are high (+5 V) or low (0). The PLL circuit 7 then acts so that it delivers an output signal at output 59 which corresponds to 500 times the division ratio. The signal at the output 95 from the three decade counters 96-98 , which form the 1: 500 divider circuit 60 , is coded at 16000, 16001, 15950 or 15951 Hz, corresponding to the 500 baud FSK input and the input for slow Data. The signal at output 95 is a square wave which is passed through an active low pass filter 99 which provides a sinusoidal output signal which in turn is passed to an emitter follower buffer circuit 100 so as to provide transmitter control. The transmitter output can be picked up as an unbalanced signal at output 101 or as a balanced signal at outputs 102 and 103 by a Balum transformer 104 .

In den Fig. 5, 6 und 7 sind detaillierte Schaltungen eines Empfängers zur Decodierung der 50-Baud-FSK-Signale und der Signale für langsame Daten dargestellt. Das empfangene HF-Signal gelangt nach selektiver Dämpfung zum Eingang 105 eines HF-Verstärkers. Der Dämpfungspegel wird so gewählt, daß der amplitudenempfindliche Empfänger nicht übersteuert wird, was zu unerwünschten Resultaten durch Intermodulationsprodukte führen würde. Der HF-Ver­ stärker besitzt eine FET-Eingangsstufe 106, die eine hohe Eingangsimpedanz ergibt. Der Ausgang von der FET-Eingangs­ stufe 106 ist über einen NPN-Transistorverstärker 107 mit dem Ausgang 108 der ersten Stufe des HF-Verstärkers verbunden. Die erste Stufe besitzt eine Spannungsverstär­ kung von über 200, wobei die Schaltungswerte so gewählt sind, daß der Betrieb im VLF-Band optimiert ist. Ein Bandpaßfilter 109, das beispielsweise im Bereich von 14,5-20 kHz abstimmbar ist, kann über einen Schalter mit dem Ausgang 108 verbunden sein, um die Rauschunter­ drückung des Empfängers zu verbessern. Der Ausgang 108 ist ohne oder mit Bandpaßfilterung mit dem invertierenden Eingang 110 eines Operationsverstärkers 111 verbunden. In Figs. 5, 6 and 7 are detailed circuits of a receiver for decoding the 50-baud FSK signals and the signals for slow data shown. After selective attenuation, the received RF signal arrives at input 105 of an RF amplifier. The attenuation level is chosen so that the amplitude-sensitive receiver is not overloaded, which would lead to undesirable results from intermodulation products. The RF amplifier has an FET input stage 106 , which gives a high input impedance. The output from the FET input stage 106 is connected via an NPN transistor amplifier 107 to the output 108 of the first stage of the RF amplifier. The first stage has a voltage gain of over 200, the circuit values being chosen so that the operation in the VLF band is optimized. A bandpass filter 109 , which can be tuned, for example, in the range of 14.5-20 kHz, can be connected to the output 108 via a switch in order to improve the noise reduction of the receiver. The output 108 is connected to the inverting input 110 of an operational amplifier 111 without or with bandpass filtering.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 111 ist über ein Potentiometer mit dem nichtinvertierenden Eingang ver­ bunden, dessen einstellbarer Schleifer mit einer Span­ nungsquelle von -12 V verbunden ist, um den Nullpegel des Verstärkers einstellen zu können. Der Ausgang des Operationsverstärkers 111 ist durch Verbindung mit einem ersten Eingang 113 eines Komparators 114 begrenzt, wo­ bei der zweite Eingang 115 mit einem Potentiometer 116 zur Einstellung des Komparatorschwellwerts verbunden ist. Der Ausgang 117 des Komparators 114 führt bei Ansteuerung durch den Operationsverstärker 111 ein Rechteckwellen­ signal.The output of the operational amplifier 111 is connected via a potentiometer to the non-inverting input, whose adjustable wiper is connected to a voltage source of -12 V in order to be able to set the amplifier's zero level. The output of the operational amplifier 111 is limited by connection to a first input 113 of a comparator 114 , where the second input 115 is connected to a potentiometer 116 for setting the comparator threshold value. The output 117 of the comparator 114 carries a square wave signal when actuated by the operational amplifier 111 .

Das verstärkte und begrenzte empfangene HF-Signal wird in einem kohärenten System mit dem Ausgang eines Empfängeroszillators der gleichen Grundfrequenz wie beim Sender, dh 16 kHz, verglichen. In Fig. 6 ist ein Frequenz­ synthesizer zur Erzeugung der empfängerseitigen 16-kHz- Standardfrequenz dargestellt, die von einer 1-MHz-Quelle abgeleitet wird. Ein 1-MHz-Signal von einer Referenz­ frequenzquelle, die beispielsweise in Unterseebooten zur Verfügung steht, ist mit dem Eingang 118 verbunden. Das Eingangssignal wird durch einen Schmitt-Trigger 119 ge­ puffert und dann durch drei Dekadenzähler 120-122 durch 1000 geteilt, wobei ein 1-kHz-Signal erzeugt wird. Das 1-kHz-Signal gelangt zum Referenzeingang 123 des Phasenkomparators einer integrierten PLL-Schaltung 124. Wenn die PLL-Schaltung 124 gesperrt ist, arbeitet der interne spannungsgesteuerte Oszillator bei 32 kHz. Der Ausgang 125 der PLL-Schaltung 124 wird durch 2 geteilt und ergibt so am Ausgang 126 einer Binärteilerschaltung 127 das erforderliche 16-kHz-Referenzsignal, das dann durch Teilung durch 16 ein 1-kHz-Signal am Ausgang 128 ergibt, der mit dem zweiten Phasenkomparatoreingang 129 der PLL-Schaltung 124 verbunden ist.The amplified and limited received RF signal is compared in a coherent system with the output of a receiver oscillator of the same fundamental frequency as the transmitter, ie 16 kHz. In FIG. 6, a frequency synthesizer is shown for generating the receiver-side 16-kHz standard frequency, which is derived from a 1-MHz source. A 1 MHz signal from a reference frequency source, which is available for example in submarines, is connected to the input 118 . The input signal is buffered by a Schmitt trigger 119 and then divided by 1000 by three decade counters 120-122 , producing a 1 kHz signal. The 1 kHz signal reaches the reference input 123 of the phase comparator of an integrated PLL circuit 124 . When the PLL circuit 124 is disabled, the internal voltage controlled oscillator operates at 32 kHz. The output 125 of the PLL circuit 124 is divided by 2 and thus gives the required 16 kHz reference signal at the output 126 of a binary divider circuit 127 , which then results in a 1 kHz signal at the output 128 by division by 16, which corresponds to the second Phase comparator input 129 of the PLL circuit 124 is connected.

Der HF-Signaleingang 117 und der Eingang 126 für das 16-kHz-Referenzsignal werden im Phasenkomparator­ abschnitt einer in Fig. 7 dargestellten PLL-Schaltung 130 gemischt. Der Ausgang 131 der PLL-Schaltung 130 ist eine Rechteckwelle mit variablem Marken/Zwischenraum- Verhältnis. Dieses Ausgangssignal wird dann zu einem resultierenden Signal integriert, das der Phase des empfangenen Signals proportional ist.The RF signal input 117 and the input 126 for the 16 kHz reference signal are mixed in the phase comparator section of a PLL circuit 130 shown in FIG. 7. The output 131 of the PLL circuit 130 is a square wave with a variable mark / space ratio. This output signal is then integrated into a resulting signal that is proportional to the phase of the received signal.

Die PLL-Schaltung 130 besitzt drei Ausgänge 132-134. Der erste Ausgang 132 liefert das 1-Baud-Signal mit den langsamen Daten. Der Ausgang 131 ist mit einem aktiven Tiefpaßfilter 135 verbunden, das so ausgelegt ist, daß lediglich das 1-Hz-Signal mit den langsamen Daten hindurch­ geht. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 135 ist mit dem 1-Hz-Ausgang 132 über eine Spannungsfolger-Pufferschaltung 136 verbunden. Der Ausgang 131 der PLL-Schaltung 130 ist ferner mit dem zweiten Ausgang 133 verbunden, der nach Tiefpaßfilterung bei etwa 100 Hz mit einem aktiven Tief­ paßfilter 137 und Pufferung durch die Spannungsfolger­ schaltung 138 das 50-Baud-FSK-Signal liefert. Der dritte Ausgang 134 dient zu Testzwecken und ist nicht gefiltert und mit dem Ausgang 131 der PLL-Schaltung 130 über eine Spannungsfolgerschaltung 139 verbunden. Ein weiterer Test­ anschluß 140 ist mit dem gepufferten Ausgang 126 des 16-kHz-Frequenzsynthesizers verbunden.The PLL circuit 130 has three outputs 132-134 . The first output 132 supplies the 1-baud signal with the slow data. The output 131 is connected to an active low-pass filter 135 , which is designed so that only the 1 Hz signal with the slow data passes through. The output of the low pass filter 135 is connected to the 1 Hz output 132 via a voltage follower buffer circuit 136 . The output 131 of the PLL circuit 130 is also connected to the second output 133 which, after low-pass filtering at approximately 100 Hz with an active low-pass filter 137 and buffering by the voltage follower circuit 138, supplies the 50 baud FSK signal. The third output 134 is used for test purposes and is not filtered and is connected to the output 131 of the PLL circuit 130 via a voltage follower circuit 139 . Another test connection 140 is connected to the buffered output 126 of the 16 kHz frequency synthesizer.

Die Erfindung gibt zusammengefaßt einen zu einem konventionellen 50-Baud-FSK-Übertragungssystem komplemen­ tären zweiten Kanal an. Der zweite Kanal, der für langsame Daten vorgesehen ist, erweitert so Bereich und Reichweite des entsprechenden Nachrichtenübertragungssystems in erheblichem Maß. Da die Timingsignale zum Multiplexen der beiden Kanäle und die Übertragungsfrequenzen sämt­ lich von einer einzigen Übertragungs-Grundfrequenz ab­ geleitet sind, hängt die Stabilität des Systems folglich von der Stabilität der Referenzfrequenz ab.The invention summarizes one to one conventional 50 baud FSK transmission system complemen second channel. The second channel for slow Data is provided, thus expanding range and reach  the corresponding messaging system in considerable measure. Because the timing signals for multiplexing of the two channels and the transmission frequencies all Lich from a single basic transmission frequency the stability of the system depends consequently on the stability of the reference frequency.

Obgleich die Erfindung oben unter Bezug auf einen Kanal für langsame Daten beschrieben wurde, der auf der Anwendung einer 1-Hz-Modulation auf gleichzeitig beide Frequenzen des existierenden FSK-Kanals beruht, ist für den Fachmann dieses Gebiets unmittelbar ersichtlich, daß das oben erläuterte Erfindungskonzept auch zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen zuläßt.Although the invention is above with reference to one Slow data channel described on the Apply 1 Hz modulation to both at the same time Frequencies of the existing FSK channel is based on those skilled in the art can immediately see that the inventive concept explained above also numerous Modifications and further training permits.

So kann beispielsweise durch Hinzufügung eines zwei­ ten Kanals mit langsamer Datenrate von beispielsweise 7,5 Hz zu einer konventionellen 75 Bit/s-Telegraphen­ schaltung (gleiches gilt auch beispielsweise für 110 Bit/s oder höhere Raten) eine Einrichtung zur Dauer­ übertragung von Befehlen oder Nachrichten oder anderen Zwecken realisiert werden, die von dem auf dem ersten Datenkanal laufenden Nachrichtenverkehr unabhängig ist.For example, by adding a two th channel with a slow data rate of, for example 7.5 Hz to a conventional 75 bit / s telegraph circuit (the same applies for example to 110 bit / s or higher rates) a device for duration transmission of commands or messages or others Purposes to be realized by the one at first Data channel ongoing message traffic is independent.

Der zweite Kanal kann anstelle der Frequenzmodulation auch phasenmoduliert sein. Die beiden FSK-Töne können wäh­ rend der Übertragung einer langsamen Datenmarke in Vorwärts­ richtung um 360° und dann bei der nächsten Marke in Rück­ wärtsrichtung um 360° phasenverschoben werden. Dieses System beeinflußt die Gesamtzahl der Schwingungsperioden, die während einer ausgedehnten Periode übertragen wurden, nicht.The second channel can be used instead of frequency modulation also be phase modulated. The two FSK tones can be selected rend transmission of a slow data mark direction by 360 ° and then at the next brand in back forward phase can be shifted by 360 °. This System affects the total number of oscillation periods, that have been transmitted over an extended period Not.

Claims (11)

1. Digitalnachrichtensender mit
einer Einrichtung zur Codierung eines Nachrichtensignals und
einer Einrichtung zur Übertragung des codierten Signals mit einer ersten Datenrate unter Verwendung von Über­ tragungen bei zwei diskreten Frequenzen, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Codierung eines zweiten Signals (2) zur Übertragung mit einer zweiten, langsameren Datenrate, wobei das Verhältnis der beiden Datenraten ganzzahlig ist, und
eine Einrichtung (11-14) zur Kombination der beiden codierten Signale mit Phasenkohärenz, wodurch zumindest eine der beiden Übertragungen des ersten Nachrichten­ signals mit diskreten Frequenzen durch das zweite Signal moduliert wird.
1. Digital news channels with
a device for coding a message signal and
a device for transmitting the coded signal at a first data rate using transmissions at two discrete frequencies, characterized by
a device for coding a second signal ( 2 ) for transmission at a second, slower data rate, the ratio of the two data rates being an integer, and
a device ( 11-14 ) for combining the two coded signals with phase coherence, whereby at least one of the two transmissions of the first message signal is modulated with discrete frequencies by the second signal.
2. Digitalnachrichtensender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal (2) die beiden Übertragungen mit zwei diskreten Frequenzen moduliert. 2. Digital news transmitter according to claim 1, characterized in that the second signal ( 2 ) modulates the two transmissions with two discrete frequencies. 3. Digitalnachrichtensender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal (2) das codierte erste Signal frequenzmoduliert.3. Digital news transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the second signal ( 2 ) frequency-modulates the encoded first signal. 4. Digitalnachrichtensender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Signal (1) frequenzumgesetzt wird,
wobei eine der diskreten Frequenzen eine Marke und die andere diskrete Frequenz einen Zwischenraum im codierten ersten Signal darstellen und das zweite Signal (2) eine Modulation des ersten codier­ ten Signals in der Weise ist, daß eine Marke durch eine gleiche Änderung der beiden diskreten Frequenzen dargestellt wird.
4. Digital news transmitter according to claim 3, characterized in that
that the first signal ( 1 ) is converted in frequency,
wherein one of the discrete frequencies is a mark and the other discrete frequency is a space in the encoded first signal and the second signal ( 2 ) is a modulation of the first coded signal such that a mark is represented by an equal change in the two discrete frequencies becomes.
5. Digitalnachrichtensender nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Frequenzen zur Übertragung der beiden Nachrichtensignale und zur Erzeugung von Schalt­ signalen zur Gewährleistung der Phasenkohärenz der Modulation eine einzige Frequenzquelle (3) verwendet ist.5. Digital message transmitter according to one of claims 1 to 4, characterized in that a single frequency source ( 3 ) is used to generate the frequencies for transmitting the two message signals and for generating switching signals to ensure the phase coherence of the modulation. 6. Digitalnachrichtensender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzfrequenzquelle (3) zur Aussteuerung von zwei bistabilen Schaltungen (36) mit den jeweiligen Datenübertragungsraten des ersten und zweiten Nachrich­ tensignals verwendet ist, wobei die Ausgänge der beiden bistabilen Schaltungen (36) zur Erzeugung der Schalt­ signale dienen. 6. Digital news transmitter according to claim 5, characterized in that the reference frequency source ( 3 ) for the control of two bistable circuits ( 36 ) with the respective data transmission rates of the first and second news messages signal is used, the outputs of the two bistable circuits ( 36 ) for generation the switching signals serve. 7. Digitalnachrichtensender nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten und beim zweiten Nachrichtensignal diskrete Frequenzübertragungen verwendet und die diskreten Frequenzen durch Verbindung des Ausgangs von der Referenzfrequenzquelle über eine Phasenregel­ schaltung (PLL-Schaltung) (7) mit einem programmierbaren Teiler (9) erzeugt werden, der wählbar gesteuert (15) ist, um die geeigneten diskreten Frequenzen als Aus­ gang gemäß der Vorgabe durch die Schaltsignale zu erzeugen.7. Digital news transmitter according to claim 5 or 6, characterized in that the first and the second message signal uses discrete frequency transmissions and the discrete frequencies by connecting the output from the reference frequency source via a phase control circuit (PLL circuit) ( 7 ) with a programmable divider ( 9 ) are generated, which is selectively controlled ( 15 ) in order to generate the appropriate discrete frequencies as an output according to the specification by the switching signals. 8. Digitalnachrichtenempfänger zum Empfang der von einem Digitalnachrichtensender nach einem der Ansprüche 1-7 übertragenen Nachrichtensignale, gekennzeichnet durch
Schaltungseinrichtungen (16-18) zur Erfassung des ersten und des zweiten Nachrichtensignals,
eine Einrichtung (21) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals bei einer der beiden diskreten Frequenzen des ersten Nachrichtensignals,
eine Vergleichereinrichtung zum Vergleichen der erfaßten Signale mit dem erzeugten Signal und zur Erzeugung eines Differenz-Ausgangssignals, und
eine Filtereinrichtung (22) zur Trennung des ersten und zweiten Signals vom Differenz-Ausgangssignal.
8. Digital message receiver for receiving the message signals transmitted by a digital message transmitter according to one of claims 1-7, characterized by
Circuit devices ( 16-18 ) for detecting the first and the second message signal,
a device ( 21 ) for generating an electrical output signal at one of the two discrete frequencies of the first message signal,
comparator means for comparing the detected signals with the generated signal and for generating a differential output signal, and
a filter device ( 22 ) for separating the first and second signals from the differential output signal.
9. Digitalnachrichtenempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung einen Hochfrequenz­ verstärker (HF-Verstärker 18) mit einem Bandpaßfilter (19) zur Verbesserung der Empfindlichkeit aufweist.9. Digital message receiver according to claim 8, characterized in that the detection device has a high-frequency amplifier (RF amplifier 18 ) with a bandpass filter ( 19 ) to improve the sensitivity. 10. Digitalnachrichtenempfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dar HF-Verstärker (18) ferner einen Begrenzer (113-116) zur Verringerung der Amplitudenempfindlichkeit des Empfängers aufweist.10. Digital message receiver according to claim 9, characterized in that the RF amplifier ( 18 ) further comprises a limiter ( 113-116 ) for reducing the amplitude sensitivity of the receiver. 11. Digitalnachrichtenempfänger nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung ein Phasenkomparator (20) ist.11. Digital message receiver according to one of claims 8-10, characterized in that the comparator device is a phase comparator ( 20 ).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514359A1 (en) * 1974-04-03 1975-10-16 Orion Radio PROCEDURE AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE TRANSMISSION OF SERVICE INFORMATION FOR DELTA-MODULATED OR SIMILAR RADIO CONNECTIONS
DE2529386A1 (en) * 1975-07-02 1977-01-20 Hessischer Rundfunk Anstalt De FM stereo radio transmitter - transmits additional data and control signals by reviving thirty-eight KHZ suppressed carrier
US4121056A (en) * 1977-06-14 1978-10-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Time division digital multiplexer apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2514359A1 (en) * 1974-04-03 1975-10-16 Orion Radio PROCEDURE AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE TRANSMISSION OF SERVICE INFORMATION FOR DELTA-MODULATED OR SIMILAR RADIO CONNECTIONS
DE2529386A1 (en) * 1975-07-02 1977-01-20 Hessischer Rundfunk Anstalt De FM stereo radio transmitter - transmits additional data and control signals by reviving thirty-eight KHZ suppressed carrier
US4121056A (en) * 1977-06-14 1978-10-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Time division digital multiplexer apparatus

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