DE515860C - Verfahren zur Aufnahme von mittels hochfrequenter Wellen uebermittelten Telegrammen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Empfang von drahtlosen Signalen, die durch Phasenumkehr gesendet sind. Das Signalisieren durch Phasenumkehr bezieht sich auf eine Codeübermittlung, in der Zeichengebungsperioden in einer von zwei Phasenbeziehungen sowie Runeperioden zur' Verfügung stehen, anstatt bloß Zeichen- und Ruheperioden. Diese Impulse können dadurch zur Wiedergabe der üblichen Codes angewendet werden, daß die Signale einer Phase zum Bezeichnen der Punkte, die Signale der entgegengesetzten Phase zum Bezeichnen der Striche und das Fehlen eines Signals zum Bezeichnen einer Pause benutzt werden. Durch ein solches System können die Striche auf die Länge von Punkten verkürzt werden, und man braucht zwischen aufeinanderfolgenden Punkten und Strichen keine Pause, indem die Anzahl der Impulse durch die Länge der Signale angezeigt wird. Die Sendegeschwindigkeit kann stark vermehrt werden, selbst wenn die gewöhnlichen Codes und nicht Spezialcodes, die sich besonders zum Signalisieren durch Phasenumkehr eignen, verwendet werden. Solch Signalisieren durch Phasenumkehr ist besonders für Signalisieren auf Trägern niedriger Frequenz geeignet, wie sie heutzutage durch Wechsel-Strommaschinen erzeugt werden.

Ein Empfangssystem für Signale, die durch Phasenumkehr gesendet werden, enthält Mittel, um diese umgekehrten Signale wahrnehmbar zu machen; demgemäß besteht die vorliegende Erfindung in der Schaffung eines solchen Detektors. Diese Einrichtung besteht aus folgenden Teilen: Mittel zur Aufnahme der Energie, örtliche Energiequelle von der gleichen Frequenz wie die aufgenommene Energie, zwei Elektronenröhren, Mittel, um die aufgenommene und die lokale Energie ungefähr gleichphasig oder in Gegenphase gleichen Elektroden der Röhren, zweckmäßig den Steuerelektroden, zuzuführen, sowie Übertragungsmittel, die auf die Differenz der Anodenströme ansprechen. Die Röhre, deren Anode durch die in Gegentakt zugeführte Energie in dem Augenblick stärker positiv gemacht wird, wo beide Steuerelektroden durch die in Gleichtakt zugeführte Energie stärker positiv gemacht werden, überträgt verstärkten Anodenstrom. Wenn jedoch die Phase des aufgenommenen Signals umgekehrt wird, werden die Phasenbeziehungen der beiden Energien so gegeneinander geändert, daß die andere der beiden Röhren höher leitend wird. Die Differenz der Anodenströme kann dann unmittelbar in einer geeigneten Übertragungseinrichtung oder mit-

telbar durch ein Differentialrelais verwendet werden, das verschiedene Impulse, z. B. positive und negative Gleichstromimpulse, auf eine Leitung überträgt, die zu einem Schreiberstreifen oder einer sonstigen Übertragungseinrichtung führt.

Der soweit beschriebene Detektor verlangt, daß am Empfänger eine Energiequelle zur Verfugung steht, die mit der empfangenen ίο Energie genau synchron ist, da sonst eine geringe Frequenzdifferenz bald aufeinanderfolgende Phasenumkehrungen ergeben würde, die vollständig den Unterschied zwischen Signalimpulsen von entgegengesetzter Phase aufheben wurden, d. h. es würden die Punkte und Striche in periodischen Zeiträumen miteinander vertauscht werden. Man muß annehmen, daß bei dem heutigen Stand der Technik es nicht möglich ist, einen unab- *o hängig gesteuerten lokalen Oszillator vorzusehen, der absoluten Synchronismus aufrechterhält, und daß man irgendwelche Mittel zur Korrektur der Frequenz vorsehen muß. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Erzielung angenäherten Synchronismus, KristaHsteuerung vorgesehen, wobei die Eigenfrequenz des Kristalls durch Änderung der Temperatur, der Luftstrecke oder der Abstimmung des Kristalls in dem Sinne geändert wird, daß eine Phasendifferenz zwischen der aufgenommenen und der örtlichen Energie verringert wird.

Es ist schon darauf hingewiesen worden, daß das Signalisierein durch Phasenumkehr sich ganz besonders für Signale eignet, die auf Trägern niedriger Frequenz übermittelt werden; für solche Frequenzen gibt es aber keine geeigneten Kristalle. Ferner ist es wünschenswert, die Zeitverzögerung bei der Korrektion der Eigenfrequenz zu verringern. Die Überwindung dieser Schwierigkeiten ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar geschieht dies dadurch, daß in den beiden kristallgesteuerten Oszillatoren Energien bei höheren Frequenzen erzeugt werden, die Schwebungen von der Frequenz der aufgenommenen Energie erzeugen, und daß gleichzeitig und entgegengesetzt die Eigenfrequenzen der beiden Kristalle in der Richtung verändert werden, daß im Ansprechen auf die Differenzen zwischen den empfangenen und den Schwebungsfrequenzen die Differenz verringert wird. Auf diese Weise wird die Nacheilung vermindert, und zwar sowohl wegen der Differentialwirkung der beiden Änderungen als auch wegen der größeren Frequenzänderungen, die für eine gegebene prozentuale Änderung des höher frequenten Trägers auftreten; gleichzeitig können die Kristalle von üblichen Abmessungen sein.

Die Vorrichtung zur Frequenzsteuerung soll auf Differenzen der Phase oder der Frequenz zwischen der aufgenommenen und der lokalen Energie ansprechen, und in dieser Vorrichtung zum Vergleich und zur Steuerung besteht ein weiterer Gegenstand der Erfindung. Diese Anordnung besteht aus folgenden Teilen: zwei Elektronenröhren, Mittel, um die eine der Energien zwei gleichen Elektroden der Röhren ungefähr um 90⁰ in Phasenverschiebung zuzuführen, wobei die eine der Energien im Gleich- und die andere im Gegentakt zugeführt wird, Mittel zur Veränderung der eigentümlichen Frequenz der Kristalle, welche durch einen Teil der Anodenströme gespeist werden. Zweckmäßig werden letztere Mittel einfach als Heizelemente ausgebildet. Wenn die Phase der Frequenzen auf 9o° Differenz eingestellt ist, sind die Anodenströme gleich; jedoch bewirkt eine Phasenverschiebung; oder Frequenzänderung einer der Energien, daß die Phasenbeziehung in einer der Röhren sich im umgekehrten Sinne zu der Phasenänderung in der anderen Röhre ändert, und es werden daher die Anodenströme ungleich. Der vergrößerte Strom in einer Röhre vermehrt die Heizung einer der Kristalle, während der gleichzeitig verkleinerte Strom in der anderen Röhre die Temperatur des anderen Kristalls vermindert, und es werden die Kreise so zueinander angeordnet, daß diese Temperaturänderungen in der Richtung stattfinden, die die Differenz in den Anodenströmen verringert.

Die soweit beschriebene Erfindung sieht eine Einstellung der örtlichen Oszillatorfrequenz im Ansprechen auf die Änderungen der relativen Phase der aufgenommenen und der örtlichen Energie vor, jedoch berücksichtigt eine solche Anordnung noch nicht die Schwierigkeit, die durch die Tatsache verursacht wird, daß die Signalübertragung durch Phasenumkehr erfolgen soll und deswegen die Tendenz hat, eine Frequenzkorrektion zu verursachen, die unerwünscht ist. Deshalb besteht ein weiterer Gegenstand der Erfindung darin, die Frequenzen unabhängig von den Phasenverschiebungen vorher bestimmter Größe; zu synchronisieren, und dieses geschieht dadurch, 'daß diejenige Harmonische der Frequenzen, die trotz Phasenverschiebung von vorher bestimmter Größe gleichphasig bleibt, synchronisiert wird. So bleibt im Falle von Phasenumkehrungen die zweite Harmonische in Phase, und es besteht deshalb die Erfindung in: Mitteln zur Verdoppelung der Frequenz eines Teiles der Schwingungsenergie, Mitteln zur Verdoppelung der Frequenz eines Teiles der aufgenommenen Energie und Mitteln, die auf eine Differenz in den Frequenzen der Harmonischen anspre-

chen, um die Frequenz des lokalen Senders in der Richtung zu ändern, die die Differenz verringert.

Ein Schaltbild der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt.

Die Sendeenergie wird von der Antenne 2

aufgenommen und einem synchronisierenden Kreis durch den Transformator 4 und einem Detektorkreis durch den Transformator 6 zugeführt.

Zur Erzeugung der synchronen örtlichen Energie sind zwei kristallgesteuerte Oszillatoren 8 tmd ι ο vorgesehen, deren Ausgangsströme in Gegentakt und in Gleichtakt zu zwei Röhren 12 und 14 geleitet werden. Die Anodenkreise dieser Röhren sind verbunden und enthalten sowohl die Schwebungsfrequenzen als auch die ursprünglichen Frequenzen der Oszillatoren 8 und 1 o. Zweckmäßig wird die Differenzfrequenz verwendet und ein Teil davon zur Wahrnehmbarmachung für den Detektorkreis benutzt; dieser Anteil wird durch den Kreis 16 abgeführt, der auf diese Frequenz abgestimmt sein kann, besonders wenn der Transformator 17 einen Eisenkern besitzt. In diesem Falle sind Hochfrequenznebenkondensatoren 19 erwünscht.

Wie oben angegeben, wird Synchronismus durch Vergleich der zweiten Harmonischen erhalten, und es kann die zweite Harmonische von der Differenzfrequenz in der Transformatorspule 18 erhalten werden, die mit den Anodenkreisen der Röhren 12 und 14 in Gegentaktschaltung verbunden ist. Erforderlichenfalls kann die Harmonische durch Abstimmung der Spule 18 mit einem Kondensator 20 verstärkt werden.

Die von dem Transformator 4 im Antennenkreise erhaltene synchronisierende Energie wird nach Passieren eines Phasenreglers, hier durch eine künstliche Sendeleitung dargestellt, die aus Induktanz 22, Kondensatoren 24 und dem Endwellenwiderstand 26 besteht, mit einem Frequenzverdoppler 28 gekoppelt, der die gerade harmonische Frequenz erzeugt. Der Frequenzverdoppler besteht aus zwei als Gleichrichter wirkende Elektronenröhren in Gegentaktschaltung. Den Steuerelektroden wird im Gegentakt die zu verdoppelnde Spannung zugeführt, wobei der Ausgangsstrom den parallel geschalteten Anoden entnommen und einem Transformator zugeführt wird. In der sekundären Spule desselben fließt dann Wechselstrom der doppelten Frequenz.

Zum Vergleich der harmonischen Frequenzen sind zwei Röhren 30 und 32 vorgesehen, deren Steuerelektroden die aufgenommene Energie von doppelter Frequenz in Gleichtakt zugeführt wird und mit deren Anoden die lokale Oszillatorenergie von doppelter Frequenz entgegenwirkend gekoppelt ist. Die verschiebbare Abzweigung 34 liegt so an der künstlichen Leitung, daß von ihr Energie in richtiger Phasenbeziehung entnommen werden kann, so daß die den Gittern und Anöden zugeführten Energien um 90⁰ in der Phase versetzt sind. Eine nähere Betrachtung zeigt, daß, insbesondere da die Anoden in Gegenphase geschaltet sind, während die Gitter gleichphasig geschaltet sind, die Phasenbeziehung zwischen Gitter und Anode in einer der Röhren 90° nacheilt, während sie in der anderen Röhre 90⁰ voreilt und daß die Anodenströme deshalb gleich sind, daß aber beim Ändern der relativen Phase der Antennen- und Schwingungsenergien die Phasenbeziehung zwischen Gitter und Anode einer der Röhren mehr sein kann als 90⁰, während sie in der anderen entsprechend weniger als 90⁰ sein wird, so daß die Anodenströme der beiden Röhren ungleich sein werden. Die Anfangsbeziehung braucht nicht genau Phasendifferenz von 90⁰ aufzuweisen zwischen Gitter- und Anodenpotential, und es kann trotzdem die Schaltung arbeiten, da der durch eine Abweichung von diesem Verhältnis verursachten Vorspannung durch andere Einstellungen und Faktoren entgegengewirkt werden kann. Der Begriff der Phasenverschiebung von 90⁰ in den Ansprüchen ist deshalb weitgehend aufzufassen.

Die resultierende Differenz in den Anodenströmen kann zur Korrigierung der Frequenz eines lokalen Oszillators verwendet werden, so daß sie der Frequenz der aufgenommenen Energie folgt. Die hier dargestellte besondere Anordnung ist überaus einfach; sie besteht nur aus den Blockierungskondensatoren 36 und 38, die die Wechselstromkomponenten der Anodenströme durchlassen, aber die konstanten Komponenten durch Heizelemente 40 und 42 schicken, die die Temperatur der Kristalle steuern. Naturgemäß vergrößert bei Phasenänderungen das Anwachsen des Anodenstromes einer der Röhren die Temperatur eines der Kristalle, während umgekehrt das Abnehmen des Anodenstromes der anderen Röhre die Temperatur des anderen Kristalls erniedrigt. Da die wirksame örtliche Frequenz von der Differenz der beiden höheren Frequenzen abhängt, unterstützt diese Anordnung die Verringerung des Nacheilens der Temperaturvorrichtung. Zur Steuerung des Stromschlusses durch die Heizkörper sind parallel damit die veränderlichen Widerstände 44 und 46 angeordnet.

Die bisher beschriebene Anordnung ergibt eine örtlich erzeugte Energie, die mit der empfangenen Energie genau synchron ist, ausgenommen bei Phasenumkehr der letzteren. Um diese Phasenumkehrungen wahrnehmbar zu machen, wird die örtlich erzeugte

Energie den Steuerelektroden zweier Röhren 48 und 50 parallel zugeführt, während die aufgenommene Energie den Steuer elektroden dieser Röhren in Gegenphase durch den Kopp längstransformator 6 zugeführt wird. Die Schwingungen, sind ungefähr in gleicher oder entgegengesetzter Phase, und es kann erforderlichenfalls, aber nicht notwendigerweise, eine zusätzliche Phasenregelung entweder für die örtliche oder für die aufgenommene Energie vorgesehen werden, um eine solche Beziehung herzustellen. Die Vorspannung der Röhren kann so gemacht werden/ daß die durch die aufgenommene Energie verursachten Schwankungen an den Steuerelektroden keine Röhre leitend machen, 'ausgenommen, wenn die Vorspannung der beiden Röhren durch die örtlich erzeugte Energie vergrößert ist. Unter dieser Bedingung wird nur ao eine der Röhren leitend sein, nämlich die Röhre, deren Steuerelektrode gerade durch die aufgenommene und die örtliche Energie zu ungefähr der gleichen Zeit positiv gemacht ist. Bei Phasenumkehr der aufgenommenen Energie wird aber die andere der Röhren leitend, und es kann diese Differenz in dem Vorherrschen ihrer Anodenströme durch Spulen 52 und 54 eines Differentialrelais benutzt werden, unter Vermittlung von Kondensatoren 56 und 58, um den Anker 60 des Differentialrelais zu beeinflussen. Dieses kann wiederum durch Kontaktmachen mit beiden oder keinem der Kontakte 62 und 64, die mit entgegengesetzt polarisierten Batterien 66 und 68 verbunden sind, dazu benutzt werden, um über eine Leitung 70 positive und negative Impulse entsprechend den Punkten und Strichen zu senden. Diese können einem Bandschreiber o. dgl. zugeführt werden.
Die Kreise, die mit den Röhren 30 und 32 zum Frequenzvergleich verbunden .sind, können ausgetauscht werden, so daß die Steuerelektroden in Gleichtakt und die Anoden in Gegentakt geschaltet sind, anstatt umgekehrt; ferner können die empfangenen und die örtlichen Energien mit den Steuerelektroden verbunden werden. Weniger zweckmäßig ist es, beide Energien den Anoden zuzuführen. Ferner kann die Phaseneinstellung auf 90⁰ in den Vergleichskreisen, anstatt daß sie durch Phasenselektion von einer künstlichen Leitung 22,24 erhalten wird, durch ein Goniometer oder eine magnetische Kopplung für eine der Energien erhalten werden, begleitet von einer Phasenverschiebung von ungefähr 90⁰, und eine Widerstandskopplung für die andere der Energien, letztere begleitet von Phasenverschiebung Null. Naturgemäß kann erforderlichenfalls eine einzige Phaseneinstellung vorgesehen werden, entweder zwischen Antenne und Detektor oder zwischen dem lokalen Schwingungserzeuger und dem Detektor, öder es können mehrere solcher Phasenverstellungen verwendet werden, um die richtige Phasenbeziehung für optimale Wahrnehnibarmachung zu erhalten.

Die Gittervorspannung an den Empfangsröhren braucht nicht für vollständiges Abschneiden in einer der Röhren eingerichtet zu sein, da man in jedem Falle in den Relaisspulen 52 und 54 eine Differentialwirkung erhalten kann. Wie an Hand der Frequenzsteuerkreise in Verbindung mit den Röhren 30 und 32 erörtert ist, können die örtlichen und aufgenommenen Energien von Grundfrequenz auch zwischentransponiert werden, so daß die erstere in Reihe und die letztere parallel geschaltet ist; ferner können eine oder beide in die Anodenkreise anstatt in die Gitterkreise gelegt werden. So werden die aufgenommenen und die örtlich erzeugten Energien zwei gleichen Elektroden zweier Röhren zugeführt, eine in Reihe und die andere parallel.

Die Kreise zur Frequenzsteuerung und zur Wahrnehmbarmachung sind zwar sehr ähnlich, aber in ihrer Wirkung ganz verschieden insofern, als die Phasenverschiebung zwischen den Energien in dem ersteren annähernd 90° ist, während die Phasenbeziehung zwischen den Energien in dem letzteren sich ο oder i8o° annähert.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Aufnahme von mittels hochfrequenter Wellen übermittelten Telegrammen, bei welchen die Buchstabenzeichen durch Kombinationen hochfrequenter Wellenzüge von entgegengesetzter Phase gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzüge verschiedener Phase in zwei getrennten Stromkreisen dadurch wahrnehmbar gemacht werden, daß mit einem Teil der aufgenommenen Hochfrequenzenergie lokal erzeugte synchrone Energie ungefähr gleichphasig kombiniert wird, während gleichzeitig ein anderer Teil der lokalen Energie in einem anderen Stromzweig mit einem anderen Teil der aufgenommenen Energie bei einer annähernd entgegengesetzten Phasenbeziehung kombiniert wird, so daß die Phasenumkehrungen der empfangenen Energie durch die Änderung des Verhältnisses der resultierenden Energie in beiden Stromkreisen wahrnehmbar gemacht werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangene Energie gleichen Elektroden zweier mit den Kathoden zusammengeschalteter Elektronenröhren im Gleichtakt, die lokal er-

   zeugte synchrone Energie gleichen Elektroden derselben im Gegentakt zugeführt wird bzw. umgekehrt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisierung des lokalen Erregers mit dem Oszillator diejenigen Harmonischen, vorzugsweise die zweiten, synchronisiert werden, die trotz der vorher bestimmten Phasenwechsel gleichphasig bleiben.
4. 4. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des als Lokalerreger vorgesehenen kristallgesteuerten Oszillators zwecks vollkommener Synchronisierung nach Maßgabe der Phasenverschiebung gegenüber der Empfangsenergie in der Richtung geändert wird, die diese Differenz zu verringern bestrebt ist, beispielsweise indem die Temperatur des Kristalls verändert wird.
5. 5. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in zwei kristallgesteuerten Oszillatoren erzeugten Energien von zwei Frequenzen, welche Schwebung mit der Frequenz der empfangenen Energie ergeben, gleichzeitig und entgegengesetzt die charakteristische Frequenz der Kristalle im Ansprechen auf Differenzen zwisehen der Empfangs- und Schwebungsfrequenz im Sinne der Verkleinerung dieser Differenz verändern.
6. 6. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch . 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Energien an gleiche Elektroden zweier mit den Kathoden zusammengeschalteter Röhren in Gegentakt geführt ist, daß die andere Energie mit angenähert um 90⁰ versetzter Phase an gleiche Elektroden in Gleichtakt geführt ist und das Differential der Anodenströme dazu benutzt wird, um .die Frequenz einer der Energien in der Richtung der Verkleinerung dieser Differenz zu ändern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen