DE523041C - System fuer Signaluebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Eliminierung der Wirkung des Partialschwunds von drahtlosen Signalen durch Stärkeregelung am Empfänger.

Die Signalübertragung bei hohen Frequenzen ist oft von Schwunderscheinungen begleitet, die häufig durch große Geschwindigkeit gekennzeichnet sind, aber gewöhnlich partial auftreten. Bei dem Versuch, diesen Schwund durch Stärkeregelung am Empfänger zu beseitigen, entsteht eine Schwierigkeit insofern, als eine Stärkeregelung von kurzer Zeitkonstante die Tendenz hat, die ankommende Signalmodulation zu zerstören, während eine Stärkeregelung von langer Zeitkonstante nicht auf einen schnellen Schwund anspricht. Diese Schwierigkeit zu überwinden, ist der erste Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar wird zu diesem Zwecke der gesendete Träger entsprechend mit dem Signal frequenzmoduliert und dann am Empfänger -nach Verstärkung der empfangenen Energie der Gewinn im Verstärker durch eine Stärkeregelung geregelt, die so breit abgestimmt ist, daß sie in gleicher Weise auf alle Frequenzen des Frequenzarbeitsbereiches anspricht. Für den Zweck der Stärkeregelung ist die Wirkungsweise fast genau so, als ob eine vollkommen unniodulierte kontinuierliche Welle gesendet würde, was für Stärkeregelung die idealste Bedingung ist. Der stärkegeregelte Ausgang vom Verstärker wird dann in einem Empfänger verwendet, der in ungleicher Weise auf die verwendeten Frequenzen anspricht, so daß die Frequenzmodulation vor der Übertragung in Amplitudenmodulation umgeändert werden kann. Bei Nachrichtenübermittlung durch Codesignale kann ein Tonsignal getastet werden oder für Multiplexbetrieb eine Anzahl von Tonsignalen von verschiedenen Frequenzen, worauf der einzige Ton oder die kombinierten Tonsignale dazu benutzt werden, um den Träger frequenzzumodulieren. In dem Sonderfall jedoch des einfachen Codetelegraphierens ist es einfacher und wohl auch zweckmäßiger, den Sender so anzuordnen, daß er die eine Frequenz während der Tastperioden und eine Rückwelle von etwas verschiedener Frequenz während der Ruheperiöden sendet. Am Empfänger sind der Verstärker und die Stärkeregelung so abgestimmt, daß sie in gleicher Weise auf beide Frequenzen ansprechen, während der Empfänger zwischen den Frequenzen differenziert, um das gewünschte Codesignal zu übertragen.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung in drei Figuren dargestellt.

Fig. ι ist eine Schaltung für Codetelegraphie.

Fig. 2 zeigt einen Sender, der für Modulation durch sprachähnliche Signale angeordnet ist.

Fig. 3 ist ein dem Sender gemäß Fig. 2 entsprechender Empfänger.

ίο In Fig. ι ist 2 ein Codesender, der mit einem mit einer Antenne 30 gekoppelten Empfänger in Verbindung ist. Er besteht aus einer Röhre 4 mit Regelinduktanzen 6 und 8 und dem Drehkondensator 10. 12 und 14 sind Blockierungskondensatoren, 16 eine über eine Kopplungsspule 18 gespeiste Antenne.

Der Sender wird mit einer Rückwelle getastet, d. h. die Taste verstimmt den Sender

ao so, daß die Pausenwelle eine Frequenz besitzt, die etwas von der der Zeichenwelle verschieden ist. Dieses ist angezeigt entweder durch die Taste 20, die einen kleinen Teil der Induktanz des Resonanzkreises kurzschließt,

S5 oder durch die Taste 22, deren Bewegung den Abstand und damit die Kapazität eines kleinen Kondensators 24 verändert-, der parallel zum Kondensator 10 liegt. Die ausgesendete Energie wird auf der Empfangsantenne 30 aufgenommen und von dieser zu einem Hochfrequenzverstärker 32 geleitet, der beispielsweise aus zwei Stufen besteht. Die Verstärkerröhren werden durch die Leitungen 34 vorgespannt, mit denen Drosseln 36 in Reihe liegen.

Der Stärkeregelungsdetektor 40 liegt zweckmäßig hinter einer Stufe der Hochfrequenzverstärkung 42. Im Anodenkreis der Gleichrichterröhre kann eine Filterstufe 44 vorgesehen werden, die die Trennung der Hochfrequenz- und Gleichstromkomponenten vornimmt. Die Gleichstromkomponente ist über einen Widerstand 46 geerdet, der mit der negativen Klemme der Anodenbatterie 48 verbunden ist und zu dem parallel ein Kondensator 50 liegt, der dazu dient, die Zeitkonstante der Stärkeregelung festzulegen. Zur Stabilisierung der Wirkung kann erforderlichenfalls eine Drossel 52 verwendet werden. Die Vorspannungsregelungsleitung 34 ist mit dem oberen Ende des Widerstandes 46 verbunden, so daß Spannungsschwankungen an dem Widerstand, die von den Änderungen des Anodenstroms der Stärkeregelung 40 herrühren, die Vorspannung des Hochfrequenzverstärkers 32 ändern. In Reihe mit der Leitung 4 liegt eine Batterie 54, die die normale Vorspannung für den Verstärker liefert. . - ■ ■

6o: Die Abstimmung der Verstärkerstufen, soweit sie bisher behandelt sind, ist entweder genügend breit, so daß die Zeichen- und Pausenwellen mit gleicher Leichtigkeit hindurchgehen können, oder von einer Frequenz in der Mitte zwischen den Zeichen- und Pausenfrequenzen.. Der Gleichrichter 40 ■ist zweckmäßig durch eine Batterie 56 so vorgespannt, daß bei Fehlen eines Signals kein Anodenstrom durch den Detektor fließt, in welchem Fall die Batterie 54 für die größte Leistung in den Verstärkerröhren eingestellt ist. Wenn Signale aufgenommen werden, entsteht ein Anodenstrom durch die Gleichrichterröhre 40, und es dient der resultierende Spannungsabfall am Widerstand 46 dazu, die Gitter des Verstärkers mehr negativ vorzuspannen, wodurch die Stärke verringert wird. Die Verstärkung ist nur dann ein Maximum, wenn das Signal sehr schwach ist.

Zwischen den Verstärkern 32 und 42 liegt ein Empfänger 60, der auf einen Teil der aufgenommenen Energie anspricht. Dieser Empfänger ist so eingestellt, daß er zwischen den Zeichen- ' und Pausenwellen differenziert, entweder einfach dadurch, daß er scharf auf eine der Wellen abgestimmt ist, oder konstruktiv besser durch abgestimmte Kreise, die auf jede der Wellen abgestimmt sind und einen Schreibstift in entgegengesetzten Richtungen bewegen. go

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, das einen Sender von frequenzmodulierten sprachähnlichen Signalen darstellt, ist ein ,Mikrophon 102 in Reihe mit einer Batterie 104 geschaltet und mit einer Überlandleitung 106 verbunden. Wenn außer oder neben der Telephonie Codetelegraphie verwendet wird, so sind für diesen Zweck mehrere niederfrequente Quellen 108 und 110 mit entsprechenden Tasten 112 und 144 vorgesehen. Die resultierende sprachähnliche Welle wird über die Überlandleitung 106 dem Eingangstransformator 116 eines Frequenzmodulationsgenerators 120 zugeführt. Dieser enthält einen oberen und einen unteren Oszillator, der erstere, bestehend aus der Röhre 122, dem Kreis 124 und der Rückkopplungsspule 126, der letztere, bestehend aus der Röhre 128, dem Kreis 130 und der gemeinsamen Anodenspule 126. Wegen dieser gemeinsamen Spule 126 müssen beide Röhren mit gemeinsamer Frequenz schwingen. Wenn jedoch der Kreis 124 auf eine extreme Frequenz des gewünschten Frequenzbereichs abgestimmt wird, während der Kreis 130 auf die andere extreme Frequenz abgestimmt wird, so ist die gemeinsame Frequenz eine Kompromißfrequenz, die zwischen den beiden Resonanzfrequenzen liegt und deren Größe von der Relativstärke der Schwingungen in den beiden Röhren abhängt, die ihrerseits von der Relativspannung abhängt, die den Steuergittern zugeführt

wird. Der mittlere Wert dieser Gitterspannung ergibt sich durch eine Vorspannungsbatterie, die mit der Leitung 132 verbunden ist, während der Relativwert durch die Sekundärwicklung des Eingangstransformators 116 verändert wird, der in Reihe mit den Gittern liegt, so daß die Frequenz der in der Einheit 120 erzeugten Energie in Übereinstimmung mit der sprachähnlichen Welle verändert wird, die dem Transformator 116 zugeführt wird.

Diese frequenzmodulierte Energie kann direkt ausgestrahlt werden; um aber die mittlere Frequenz der ausgestrahlten Energie konstant zu halten, wird zweckmäßig der Kreis 120 dazu benutzt, um eine frequenzmodulierte Welle von Zwischenfrequenz zu erzeugen und um Hochfrequenzenergie von einer Quelle konstanter Frequenz durch die Zwischenfrequenzenergie zu modulieren. Zu diesem Zwecke wird Trägerenergie von einer kristallgesteuerten Hochfrequenzröhre 140 geliefert, die so gekoppelt ist, daß sie die Röhren des Trägerunterdrückungsmodulators 150 parallel speist, während die Zwischenfrequenzenergie über einen Transformator 152 den Gittern der Modulatorröhren zugeführt wird. Von den zwei resultierenden Seitenbändern wird eins ausgewählt und das andere durch das Filter 154 zurückgehalten, und es kann dann die resultierende frequenzmodulierte Energie von hoher Frequenz in dem Verstärker 156 verstärkt und von einer Antenne 158 ausgestrahlt werden.

Der Empfänger gemäß Fig. 3 enthält die Antenne 160, deren Energie einem Verstärker 162 zugeführt wird, dessen Ausgang in einem Gleichrichter 164 mit Energie von einem Ortssender 166 überlagert wird, zum Zwecke, frequenzmodulierte Energie von Zwischenfrequenz zu erhalten. Der Ausgang von 164 wird in einem Zwischenfrequenzverstärker 168 verstärkt. Ein Teil der verstärkten Energie wird einem ein Band hindurchlassenden Filter 170 zugeführt, das das ganze Band der Arbeitsfrequenz durchläßt, und dann einem Stärkeregelungsgleichrichter 172, der von einer mit der Leitung 174 verbundenen Gleichstromquelle vorgespannt wird. An dem Ausgangskreis des Gleichrichters liegt ein Filter 176 als Nebenweg für die Hochfrequenzkomponente der gleichgerichteten Energie. Die Gleichstromkomponente wird über eine Stärkeregelungsimpedanz 178 weitergeführt, die zweckmäßig zwischen der Anodenbatterie 180 und Erde liegt. Parallel zu der Impedanz 178 liegt ein Kondensator 182, der die Zeitkonstante der Stärkeregelungswirkung bestimmt, und es kann erfindungsgemäß diese Periode, soweit als erwünscht, verkürzt werden. Von der Klemme der Stärkeregelungsimpedanz führt eine Leitung 184 zu den Gittern der Verstärkerröhren 162 und 168. 186 ist die Verstärkergitterbatterie.

Die in bezug auf ihre Stärke geregelte Energie wird durch den Transformator 186 einem Kreis 188 zugeführt, der auf ein Extrem des Arbeitsfrequenzbereichs abgestimmt ist, so daß er auf die ihm zugeführten Frequenzen in ungleicher Weise anspricht und dadurch als analysierender Kreis wirkt, der die Frequenzmodulation in Amplitudenmodulation umsetzt. Die amplitudenmodulierte Energie wird in einer Röhre 190 gleichgerichtet .und beispielsweise zu dem Lautsprecher 194 geführt. Für Multiplex-Code-Signale sind mehrere Filter 196 vorgesehen, die die gleichgerichtete Welle in die einzelnen Signalenergien zerlegen, von denen dann jede einer Übertragungseinrichtung 198 zugeführt wird.

Natürlich kann die Regelung der Gittervorspannung nur beim Hochfrequenzverstärker oder nur beim Zwischenfrequenzverstärker oder auch, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist, bei beiden angewendet werden. Ferner kann die Stärkeregelungsgleichrichtung unmittelbar hinter dem Hochfrequenzverstärker anstatt hinter dem Zwischenfrequenzverstärker angeordnet werden. Der Überlagerungsempfänger ist nicht wesentlich, jedoch zweckmäßig.

Die vorliegende Erfindung besitzt durch die Verwendung der Frequenzmodulation alle Vorteile, die mit dieser Modulation zusammenhängen, wie die Möglichkeit der Verringerung des notwendigen Frequenzbandes für jeden Signalkanal, die Verringerung des Schwundes und die Verwendbarkeit des Senders jederzeit bei Maximalleistung. Auf diese Frequenzmodulation an sich wird jedoch kein Anspruch gerichtet, ebensowenig auf die Stärkeregelung an sich, die «gleichfalls von wichtigen Vorteilen begleitet ist. Vielmehr wird die Erfindung in der Kombination der Frequenzmodulierung mit der Stärkeregelung erblickt, welche Kombination außer den Vorteilen der Einzelelemente noch neue und wichtige Vorteile besitzt, indem die Wirkung n<? der Stärkeregelung verbessert und diese dazu benutzt wird, um den Einfluß schneller Schwundänderungen zu überwinden, selbst wenn die Schwundfrequenz der Größenordnung der Modulationsfrequenz gleichkommt oder diese überschreitet.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. System für Signalübertragung auf in Abhängigkeit von den Signalen frequenzmodulierter Trägerwelle von wesentlich

   konstanter Amplitude, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite einerseits derart unselektiv eingerichtete Eingangsstufen angeordnet sind, daß sie die empfangene Energie unabhängig von verschiedener Frequenzmodulierung im gleichen Maße verstärken, und andererseits die somit bei Systemen mit Amplitudenmodulierung der Trägerwelle bekannte Vorrichtung zur automatischen Regelung des Verstärkungsgrades vorgesehen ist, die hier von den erwähnten Eingangsstufen gespeist wird, so daß sie im ganzen Frequenzmodulierungsbereich die verstärkte Energie im wesentlichen konstant hält, welche dann auf weitere selektiv auf die Frequenzunterschiede ansprechende Detektorstufen übertragen wird.
2. 2. Telegraphiesystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeichenwelle von einer bestimmten Frequenz und eine Pausenwelle von einer etwas abweichenden Frequenz gesendet wird, und daß am Empfänger die Verstärkung für die beiden Wellen so geregelt wird, daß eine wesentlich konstante Größe der verstärkten Energie erhalten bleibt, aus der der selektive, auf die Frequenzunterschiede ansprechende Detektorteil die Zeichen aussondert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen