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Signalanlage mit einem aus zwei Übertragungswegen bestehenden Vierdrahtstromkreis
Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zur Übertragung von Mitteilungen und insbesondere
auf Schaltungen, mittels welcher eine Einwegevorrichtung, beispielsweise eine Übertragungseinrichtung,
eine Geheimhaltungseinrichtung o. dgl., derart in einem Zweiwegestromkreis angeordnet
werden kann, daß Mitteilungsströme aus beiden Richtungen durch die einzige Einwegevorrichtung
passieren können.
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Der Hauptzweck der Erfindung ist, die Verwendung einer einzigen Einwegevorrichtung
an jedem Ende der Anlage möglich zu machen. Bisher waren mehrere solcher Vorrichtungen
in jeder Endstelle notwendig, so da.ß durch die Erfindung die Ausstattung der Endstellen
eine bedeutende Vereinfachung erfährt.
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Es ist ein weiterer Zweck der Erfindung, ohne Verwendung teuerer Apparate
die Einrichtung zur Sicherung der Geheimhaltung für beide Richtungen verwendbar
zu machen. Die Signale, welche von verschiedenen Richtungen kommen, werden in der
Geheimhaltungsvorrichtung über einen einseitigen Vakuumröhren-Modulationsweg gesandt.
Hierdurch vermeidet man die Notwendigkeit, in der Geheimhaltungsvorrichtung in beiden
Richtungen übertragen zu müssen, wodurch ebenfalls vermieden wird: i. die Geheimhaltungsmittel
für die Übertragung in einer Richtung zu verdoppeln, um in der entgegengesetzten
Richtung ebenfalls Geheimhaltung zu sichern, und 2. Apparate (z. B. einen Brückentransformator
und impedanzabgeglichene Stromkreise) zu verwenden, um eine örtliche Zirkulation
von Signalenergie in den Modulationseinrichtungen zu verhindern.
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Die Erfindung betrifft eine Signalanlage, welche einen Vierdrahtstromkreis
enthält, der in bekannter Weise aus zwei Zweigen (Doppelleitungen) besteht, und
welche ferner Mittel aufweist, um die Übertragung über den einen Leitungsabschnitt
zu verhindern, wenn auf dem anderen Leitungsabschnitt eine Übertragung stattfindet.
Gemäß der Erfindung ist eine einzige Einwegevorrichtung vorgesehen, deren Eingangsklemmen
mit dem Anfangsabschnitt des Vierdrahtzweiges für die abgehenden Signalströme und
mit dem Fernleitungsabschnitt des Vierdrahtzweiges für die ankommenden Signalströme
in Parallelschaltung und deren Ausgangsklemmen mit dem Endabschnitt für die ankommenden
Signalströme und dem Fernleitungsabschnitt für die abgehenden Signalströme, ebenfalls
in Parallelschaltung verbunden sind. Infolge dieser Schaltung müssen Signale, die
in der einen oder der anderen Richtung übertragen werden, durch die Einwegevorrichtung,
und zwar stets in derselben Richtung, passieren.
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Die Anordnungen gemäß der Erfindung können in Zweiwegestromkreisen
verschiedener Art verwendet werden, beispielsweise in Radio-Telephon-Stromkreisen
für den überseeverkehr,
in welchen durch die Sprache betätigte Vorrichtungen
für die Unterdrükkung des Echos und der Rückkopplung verwendet werden. Die Erfindung
soll hier in Verbindung mit einer Anlage der obigen Art beschrieben werden. In der
hier gezeigten Anlage «=erden die Schaltungen gemäß der Erfindung zwischen den beiden
Seiten des Vierdrahtstromkreises in der Sendestation angeordnet, in welcher ebenfalls
die durch Sprache betätigten Einrichtungen angeordnet sind. Es ist jedoch keinesfalls
notwendig, die Anordnungen gemäß der Erfindung in der Endstelle unterzubringen.
Auch können sie in Anlagen anderer Art Verwendung finden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Gemäß der Abb. i ist eine Leitung L, die von einer Telephonstation
ausgehen kann, mit einem Ausgleichsübertrager 2 verbunden, der drei Wicklungen besitzt.
In Verbindung mit der Drosselspule ist eine Ausgleichschaltung N angeordnet. Eine
Ausgangsleitung 5 liegt an den Mittelpunkten der Wicklungen des Ausgleichsübertragers,
während eine Eingangsleitung 9 induktiv mit ihm in Verbindung steht. Die Leitungen
5 und 9 bilden in Abb. i die beiden Seiten eines Vierdralrtstromkreises. Zwischen
den beiden Seiten eines solchen Stromkreises können zweckmäßig ein Echosperrer io
oder ein Rückkopplungssperrer angeordnet werden. Der Echosperrer io kann beispielsweise
eine Leitung 14 erhalten, die parallel, zur Leitung 9 liegt und einen Röhrengleichrichter
i i sowie ein sprechbetätigtes Relais 15 enthält. Dieses Relais 15 wird betätigt,
wenn Mitteilungsströme über 9 ankommen; es wird ein Kurzschluß 17 an die
Leitung 5 gelegt, so daß verhindert wird, daß irgendwelche Ströme, die die Leitung
5 erreichen könnten, weil die Leitung L durch N nicht vollständig nachgebildet ist,
die Strombahn durchlaufen'und dadurch Echowirkungen und Pfeifen hervorrufen. In
ähnlicher Weise kann ein Stromkreis 13 parallel zu 5 -gelegt und mit einem Röhrengleichrichter,
12 und einem sprechbetätigten Relais 16 versehen werden, welches auf die über 5
ankommenden Ströme anspricht und durch den Kurzschluß i S die Leitung g kurzschließt.
Das Entstehen von Echowirkungen und das Pfeifen wird somit auch hier verhindert.
Der Echosperrer io ist von bekannter Art und soll deshalb hier nicht näher erörtert
werden. Die Einrichtung io wurde dargestellt, weil es sich als zweckmäßig erwiesen.
hat, einen Teil der Schaltrelais- gemäß der Erfindung mit- den Relaisstromkreisen
- des Echospierrers zu verbinden. Die Relaisanordnungen gemäß der Erfindung können
aber auch in anderer Weise geschaltet sein. So können sie beispielsweise mit einer
Seite des Vierdrahtstromkreises, unabhängig von dem Echosperrer, verbunden werden.
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Wenn es erwünscht ist, die Mitteilungsströme in irgendeiner Weise
zu ändern, beispielsweise um Geheimübertragung herzustellen, so kann eine Einwegevorizchtung,
beispielsweise die Geheimvorrichtung 22, in der in der Zeichnung dargestellten Weise
eingefügt werden. Die Ein-,vegevorrichtung gemäß der Erfindung kann verschiedenen
Verwendungszwecken dienen. Es soll jedoch hier zwecks Klarlegung der Erfindung an
Hand eines Beispiels angenommen werden, daß mittels der Einwegevorrichtung eine
Geheimübertragung von Mitteilungen ermöglicht werden, soll. Es wird ferner angenommen,
daß die Geheimeinrichtung 22 für die Umwandlung von verständlichen Sprechströmen
in unverständliche Sprechströme, mit derselben relativen Amplitude aber mit Frequenzen,
die sich von denjenigen des ursprünglichen unterscheiden, dienen soll. Die Einrichtung
soll auch imstande sein, unverständliche Ströme in verständliche Form zu bringen,
wenn die unverständlichen Ströme- in einer entfernten Station in derselben Richtung
durch die Einrichtung fließen.
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Abb.2 zeigt sche-ni,atisch eine Einwegevorrichtung, die sich
für die Umwandlung von Mitteilungsströmen in unverständliche und für die Umwandlung
der unverständlichen Ströme von einer komplementären Einrichtung in einer Fernstation
in verständliche Ströme eignet, wobei die Ströme immer in derselben Richtung durch
die Vorrichtung gesandt werden. Die einander entsprechenden Teile der beiden Abbildungen
tragen dieselben Bezugszeichen. Die Anordnung besteht aus einer Schaltung, die eine.
Kombionation von Bandfiltern, Modulatoren, Demodulatoren und Schaltern enthält.
Die verständlichen Mitteilungsströme werden über die Leitung 21, der Einrichtung
zugeführt. Das Mitteilungsfrequenzband, wird zuerst in den Bandfiltern F,t, FB,
FC und FD in. vier Unterbänder A, &, C und D unterteilt. Für diese Bänder sind:
hier: als Beispiel Frequenzbereiche von 400 bis 95o Perioden bzw. 9.5o bis 1500
Perioden bzw. i5oo bis 205.0 Perioden bzw. 205.0. bis 26oo Perioden gewählt
worden. Das Band A wird dann im Modulator MA einer Frequenz von 76oo Perioden überlagert,
die von Cri erzeugt wird, und geht durch. ein. Filter F'A, welches das obere
Seitenband- von 8ooo bis 855o Perioden durchläßt. In, ähnlicher Weise werden die
BänderB, C und D. den Frequenzen 7o5o bzw: 65oo bzw. 595o
Perioden
überlagert, die durch Glo bzw. G" bzw. Gl., erzeugt werden, und fließen dann durch
die FilterF'B bzw. F'C bzw. F'D, welche jeweils nur das obere Seitenband durchlassen.
Dieses obere Seitenband beträgt in jedem Falle 8ooo b=is 855o Perioden. Die Unterbänder
A, B, C und D werden darauf durch Schaltanordnungen und über die Leitungen
X einer Reihe von Demodulatoren DMA, DMB, DMC und DMD aufgedrückt. In dem in der
Zeichnung dargestellten Ausfüh=rungsbeispiel ist das Unterband ,4 nach DMB, das
Band B nach DMC, das Band C nach DMD und das BandD nach DM" geleitet. Es können
auch andere Kombinationen ausgeführt werden, um eine Geheimübertragung zustande
zu bringen, wobei andere Schaltanordnungen verwendet werden können, die hier nicht
dargestellt sind. Im DemodtilatorDMB kann das UnterbandA entweder der Frequenz
7050 Perioden (G,) oder der Frequenz 950o Perioden (GE) überlagert werden,
j e nachdem, ob es erwünscht ist, das Band umzukehren oder nicht. Es sind Schaltanordnungen
vorgesehen, mittels welcher die eine oder die andere dieser Frequenzen mit dem Demodulator
in Verbindung gebracht werden können. Zur Klarlegung der Erfindung soll angenommen
werden, daß das Unterband A vom Demodulator DMB der Frequenz 7050 überlagert
wird. Hierdurch entsteht ein unteres Seitenband mit einer Frequenz von 95o bis 1500
Perioden. Mit anderen Worten, das UnterbandA wird durch diese Behandlung in der
Frequenzskala verschoben und nimmt die Stellung ein, die früher von dem UnterbandB
eingenommen wurde. In Übereinstimmung mit den Frequenzwerten, die für die Klarlegung
der Arbeitsweise gewählt wurden, wird angenommen, daß die Generatoren G1, Q3, G4,
G;" G; und G3 Schwingungen erzeugen, deren Frequenzen 760o bzw. 650o bzw. 595o bzw.
8950 bzw. 10050 und io6oo Perioden betragen. Das Unterband B wird deshalb
in ähnlicher Weise in der Frequenzskala verschoben. so daß es die Stellung einnimmt,
die früher von dem Unterband C eingenommen wurde. Das UnterbandC wird in ähnlicher
Weise in die D-Stellung und das Unterband D, nach unten in die A-Stellung gebracht.
Mit anderen Worten, das ankommende verständliche Frequenzband, dessen Komponenten
in der Reihenfolge A, B, C, D
geordnet sind, wird dadurch unverständlich gemacht,
daß seine Komponenten in die Re ihenfolge D, A, B und C gebracht werden.
Dieses unverständliche Frequenzband wird an eine entfernte Station gesandt, die
von ähnlicher Art ist wie die in der Abb. i dargestellte Station. In dieser entfernten
Station wird das Frequenzband der Geheimeinrichtung zugeführt, die von ähnlicher
Konstruktion wie die schon beschriebene Gelic#imvorrichtung ist. Ein Unterschied
ist jedoch zwischen den beiden Geheimeinrichtungen vorhanden, indem die in der entfernten
Station angeordnete Geheimeinrichtung durch. Schaltmaßnahmen derart eingestellt
ist, daß sie komplementär zu der Geheimeinrichtung in der Sendestation arbeitet.
Mit anderen Worten, das unverständliche Mitteilungsband mit seinen Komponenten in
der Reihenfolge Dr, A, B und C werden über eine Schaltung gesandt, die von
ähnlicher Art ist wie die mit 26 bezeichnete und wird in vier Unterbänder
geteilt mittels Filter, die von ähnlicher Art sind wie die Filter FA, FB,
FC und FD. Es wurde schon erwähnt, daß das ursprüngliche Unterband A in eine
Stellung in der Frequenzskala gebracht wurde, die ursprünglich von dem UnterbandB
eingenommen wurde (95o bis i5oo Perioden). Das ursprüngliche Unterband A wird deshalb
jetzt von dem Filter FB ausgewählt, im Modulator MB der Frequenz 7050 überlagert,
durch das Filter F'B gesandt und darauf auf der mit gestrichelten Linien dargestellten
Leitung Y dem Demodulator DMA zugeführt. Hier wird das Band der Frequenz 760o überlagert,
und das untere Seitenband wird von dem Filter F"" ausgewählt. Diese Behandlung bewirkt,
daß das UnterbandA wieder in seine Normalstellung in der Frequenzskala (q.oo_ bis
95o Perioden). gebracht wird. Wenn die Leitung Y derart zu den Stromkreisen
X angeordnet ist, daß Y komplementär zu X arbeitet, werden ebenfalls
die Bänder B, C und D in ihre ursprünglichen Stellungen in der Frequenzskala
zurückgebracht. Hierdurch. geraten die ankommenden Mitteilungen wieder in eine verständliche
Form. Die beschriebene Einwegegeheimvorrichtung hat sich sehr zweckmäßig erwiesen,
doch ist die Erfindung nicht auf eine derartige Vorrichtung begrenzt, indem Geheimvorrichtungen
anderer Art ebenfalls in der beschriebenen Anlage verwendet werden können.
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Die Geheimvorrichtung 2 2 ist derart im Vierdrahtzweig 9 angeordnet,
daß ihre Eingangsklemmen normalerweise mit der ankommenden Leitung 26 verbunden
sind. Die Eingangsklemmen der Geheimvorrichtung sind ebenfalls mit dem Vierdrahtzweig
5, und zwar durch die Leitung ? 1 verbunden. Die Ausgangsklemmen der Geheimvorrichtung
sind. mit 9 verbunden und können über eine den Verstärker 23 enthaltende Leitung
und eine Leitung 2:l auch mit dem Ausgangsstromkreis 25 verbunden werden.
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Die Arbeitsweise der Anlage ist wie folgt Es soll zunächst der Zustand
der Sprechrelais
d. h. der sprechbetätigten Relais 16, 30, 31 und
32, betrachtet werden, wenn keine Mitteilungen übertragen werden. Der Zweig 5 ist
normalerweise durch den Kurzschluß 33 kurzgeschlossen, der von dem Relais 31 gesteuert
wird. Ein Pfeifen kann deshalb nicht entstehen, und von der Leitung 26 kommende
Ströme können frei durch die Geheimvorrichtung 22, die Verzögerungsschaltung ioo,
den Verstärker 27, die Verzögerungsschaltung 28, den Verstärker 29 und die Leitung
9 an den mit der . Leitung L verbundenen Teilnehmerapparat gelangen.
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Wenn der Teilnehmer zu sprechen anfängt, werden Sprechströme von der
Leitung L durch den Übertrager 2, durch 5 und 13 dem Röhrengleichrichter 12 zugeführt
und bewirken, daß die Relais 16, 30, 31 und 32 in Tätigkeit treten. Die Relais
30 und 31, deren Kontakte normalerweise geschlossen sind, üben ihre Tätigkeit
etwas früher als die Relais 16 und 32 aus, wobei der Zeitunterschied proportional
dem gesamten Bewegungsweg des Relaisankers ist. Es wird deshalb, zweckmäßig in die
Leitung 9, eine Verzögerungsschaltung i oo eingefügt. Während die Sprechströme die
Geheimvorrichtung 22 und die Verzögerungsscha,Itung ioo durchfließen, beenden die
Relais 16 und 32 ihre Tätigkeit. Die verständlichen Ströme werden somit über 21
der Geheimvorrichtung 22 zugeführt, in welcher sie umgeformt werden; dann. werden
sie durch den Verstärker 23 und die Leitung 24 dem Stromkreis 25 aufgedrückt. Ein
Teil dieser umgeformten Ströme kann die Neigung zeigen, über 14 zum Gleichrichter
i i und über 9 zur Leitung L zu fließen. Das Verzögerungsnetzwerk ioo hält aber
die Ströme so lange auf, daß das Relais 16 in Tätigkeit treten kann und den Kurzschluß
i 8 herstellt,'wodurch die erwähnten Ströme unterdrückt werden. Wenn das Relais
32 in Tätigkeit tritt, wird der Kurzschluß 34 geschlossen, wodurch verzögerte Echowirkungen
unterdrückt werden, die dadurch entstehen können, daß in dem Übertragungssystem
rechts von 25 und 26 Störströme fließen. Bei diesem Zustand der Gesamtanlage können
die zu übertragenden Ströme in unverständlicher Form auf der Leitung 25 ausgesandt
werden. Eine Rückkopplung über den örtlichen Stromkreis wird durch das Relais 16
verhindert. Wenn der Teilnehmer zu sprechen aufhört, kehren die Relais 16, 30, 31
und 32 in ihre Normallagen zurück, und es können wieder Geräuschströme und unverständliche
Sprechströme aus der Leitung 26 empfangen werden. Diese Ströme werden der Geheimvorrichtung
22 zugeführt, in welcher die Sprechströme in verständliche Form gebracht und den
Eingangsklemmen des Gleichrichters i i aufgedrückt werden, wodurch das Relais 15
in Tätigkeit tritt. Das Relais 15 schließt einen Kurzschluß 17 über den Stromkreis
13 des Gleichrichters 12 und verhindert, daß die Relais 16, 3o, 31 und 32 in Tätigkeit
treten. Wenn die ankommenden Sprechströme das Relais 15 betätigen, werden die empfangenen
Sprechströme durch die Verzögerungsschaltung 28 gesandt und werden hier so lange
verzögert, daß die Echowirkungen, die durch die übertragung über den Ausgleichsübertrager
2 entstehen, das Relais 15 nicht erreichen können, bevor sie gesperrt sind.
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Gemäß der Erfindung wird es möglich, eine einzige Einwegevorrichtung,
beispielsweise eine Geheimvolrichtung, sowohl für die Sende- wie für die Empfangsrichtung
zu verwenden, ohne daß Echo- oder Rückkopplungsgefahr entstehen. Die Erfindung weist
außerdem den Vorteil auf, daß die sprechbetätigten Einrichtungen von Strömen beeinflußt
werden, die im wesentlichen dieselben Kennzeichen besitzen wie die ursprünglichen
Sprechwellen. Die Anordnungen gemäß der Erfindung können selbstverständlich in verschiedener
Weise geändert werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.