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Übertragungssystem mit Pegelregulierung Für die Zwecke der Pegelregulierung
ist es bekannt, eine besondere Steuerfrequenz neben den Signalfrequenzen zu übertragen
und die Steuerfrequenz nach Gleichrichtung zur Steuerung der Regeleinrichtungen
zu benutzen. U m zu erreichen, daß die Steuerfrequenz im wesentlichen dieselben
Dämpfungsiinderungen erfährt , wie die Signalfrequenzen, wird die Steuerfrequenz
in eine Lücke des Signalfrequenzbandes gelegt. Eine derartige Lücke läßt sich bei
Niederfrequenzsystemen durch Herausfiltern eines für die `;erstandigung unwesentlichen
schmalen Bereiches herstellen, während sie bei :vIelirfachsystemen durch den Abstand
der einzelnen Signaifi-equenzbänder ohne weiteres gegeben ist.
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Bei den Mehrfachträgerfrequenzsysteinen sind die zum Übertragen der
Steuerfrequenzen vorhandenen Lücken außerordentlich schmal. Es ist deshalb erforderlich,
zur Trennung der Pegelfrequenz von den übrigen Signalfrequenzen sehr hochselektive
und genau abgestimmte Filtermittel anzuwenden. Hierin liegt ein beträchtlicher Nachteil
der bisher bekannten Schaltungen, da diese Filtermittel i. einen großen Aufwand
an Schaltelementen bedingen und infolgedessen teuer sind und z. nur schwierig gegebenenfalls
notwendigen Änderungen der Pegelfrequenzen angepaßt werden können.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß
in einem Mehrfachträgerstrom-übertragungssystein innerhalb einer Lücke der trägerfrequenten
Signalfrequenzbänder zwei eng benachbarte Steuerfrequenzen übertragen werden, deren
Differenz durch Gleichrichtung oder Modulation gebildet und zur Steuerung der Pegelregulierung
benutzt wird. Da die Differenz ohne Schwierigkeiten sehr klein, . vorzugsweise ioo
11z, gewählt werden kann, ist es möglich, finit verhältnismäßig einfachen Mitteln
ein auf diese Niederfrequenz abgestimmtes Filter für die Aussiebung der Differenzfrequenz
zu verwenden.
Die Ausführung des Verfahrens -kann im einzelnen so
getroffen werden, daß die beiden Steuerfrequenzen zunächst durch ein schwach selektives
Filter von den übrigen Frequenzen getrennt, gegebenenfalls verstärkt, danach gleichgerichtet
und über ein auf die Diffe-. renzfrequenz abgestimmtes Filter einem weiteren Gleichrichter
zugeführt werden. Die Ausgangsspannung dieses Gleichrichters steuert die Regeleinrichtung.
Das zur Ab-
t> der beiden Steuerfrequenzen vorgesehene Filter kann
schwach selektiv sein und auch benachbarte Signalfrequenzen durchlassen, _ da durch
das nachfolgende, auf die Differenzfrequenz scharf abgestimmte Niederfrequenzfilter
eine ausreichende Trennschärfe gewährleistet. ist.
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Es ist ein Verfahren zur Nachrichtenübermittlung bekanntgeworden,
bei dem zur Steuerung und' Einregulierung der Empfangsanordnung eine Seitenbandfrequenz
als Regelfrequenz übermittelt wird, die gleichzeitig zur Übermittlung von Telegrammen
dient. Das bekannte Verfahren enthält jedoch nicht den Vorschlag, zur Regeluig zwei
eng benachbarte Frequenzen zwischen zwei Seitenbän-@ dern zu übertragen. Ferner
ist es bekannt, zur Übermittlung von Fernwahlsignalen eine innerhalb des Sprachbereiches
liegende Trägerfrequenz mit einer unterhalb des Sprachbereiches liegenden Frequenz
zu modulieren und an der Empfangsseite durch selektive Mittel die tiefe Modulationsfrequenz
abzufiltern. Die- Übertragung zweier eng benachbarter Hochfrequenzen innerhalb einer
Lücke zwischen zwei verschiedenen Nachrichtenbändern findet jedoch bei dem bekannten
Verfahren nicht statt. Bei diesem werden vielmehr die Fernwahlsignale während der
Pausen der Sprachübertragung übermittelt. ' An Stelle des soeben beschriebenen Verfahrens
kann auch zur Trennung der Steuerfrequenzen von den übrigen Signalfrequenzen ein
ohne Selektionsmittel an das Übertragungssystem angeschlossener Zwischenfrequenzempfänger
vorgesehen werden. In diesem Empfänger wird durch Modulation mit einer Hilfsfrequenz
die Zwischenfrequenz gebildet, aus der gegebenenfalls nach selektiver Verstärküng
durch Gleichrichtung die Differenz der beiden Steuerfrequenzen hergestellt wird.
Die Differenz (z. B. ioo 1-1z) ergibt nach weiterer Gleichrichtung die Regelgleichspannung.
Wird bei dem Zwischenfrequenzempfänger die Hilfsfrequenz so gewählt, daß sie einer
der nicht übertragenen Trägerfrequenzen entspricht, so läßt sich in einer an den
Ausgang des Zwischenempfängers angeschlossenen Abfrageeinrichtung das dieser Trägerfrequenz
zugeordnete Signalband empfangen. Die Erfindung sieht weiterhin vor, ein und denselben
Verbraucher in der Empfangseinrichtung zur Hoch- und Niederfrequenzverst4rkung und
gegebenenfalls zur Erzeugung einer dem Abstand der beiden Steuerfrequenzen entsprechenden
Frequenz zu verwenden. Schließlich kann derselbe Verstärker auch zur Erzeugung der
Hilfsfrequenz des Zwischenfrequenzempfängers dienen. Die zur Vermeidung von Verzerrungen
notwendige Amplitudenbegrenzung innerhalb des in Reflexschaltung ausgenutzten Verstärkers
kann dabei in bereits 'vorgeschlagener Weise durch die ange-zchlosse,:en Modulationseimichtungen
bewirkt werden. ' Die Fig. i bis 7 dienen zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgedankens
und zeigen Ausführungsbeispiele. -In den Fig. i und 2 ist die Lage der Steuerfrequenzen
mit Bezug auf die übrigen Signalfrequenzen dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit
der Erzeugung der beiden Steuerfrequenzen, und in den Fig. q bis 6 sind schematisch
Empfangsschaltungen für die -Steuerfrequenzen angedeutet. Fig.7 zeigt im einzelnen
den Aufbau einer Empfangseinrichtung zur Pegelüberwachung mit Mehrfachausnutzung
eines Verstärkers.
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In Fig. i sind die beiden Steuerfrequenzen mit P1 und P@ bezeichnet.
Sie liegen in einer Lücke' zwischen zwei benachbarten Signalfrequenzbändern, von
denen eine größere Aiizahl über einen Übertragungsweg übertragen wird. Es sei beispielsweise
angenommen, daß das Frequenzband sich von io8 bis ij6kHz ausdehnt.
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Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab die Lage der beiden Steuerfrequenzen
P, und P.# in der Lücke zwischen, den beiden Frequenzbändern B, und B.. Die Steuerfrequenzen
werden vorzugsweise symmetrisch in bezug auf die Mitte der Frequenzlücke gewählt.
Dies ist für die Erzeugung der beiden Steuerfrequenzen, die in Fig.3 dargestellt
ist, vorteilhaft.
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Fig.3 zeigt schematisch die drei Modulationsstufen A-I1, M" M,), die
notwendig sind, um die Niederfrequenz NF in die gewünschte Frequenzlage zu'
bringen. Der Modulationsstufe Ml wird außer der Niederfrequenz eine Trägerfrequenz
von 61:1z zugeführt. Die so entstandenen Signalfrequenzbänder «erden über ein Filter
FL in der zweiten Modulationsstufe ill_., der Trägerfrequenzen von beispielsweise
2 i bis 5:1 kl-Fz zugeführt werden, um die Größe dieser "Trägerfrequenzen in der
Frequenzskala verschoben. Über weitere Filtermittel F. gelangen die Modulationsprodukte
gegebenenfalls nach Verstärkung mit Hilfe des Verstärkers V zur dritten Modulationsstufe
A-13, in der mit Hilfe einer geeigneten
'Crägerfrequenz die Verschiebung
in die endi--iiitig gewünschte Frequenzlage erfolgt. Über ,las FilterF3 gelangen
sämtliche Kanäle auf die gemeinsame Ü bertraäungsleitung L.
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Dieser bereits bekannten -Ichrfach-Modulationsanordnung wird zur Erzeugung
der beiden Steuerfrequenzen ein weiterer Modulator ikl, zugeordnet. In diesem Modulator
wird eine Trägerfrequenz von 6 kHz mit 5o Hz moduliert. Über ein Filter F" dessen
Durchlaßbereich zweckmäßig zwischen 5920
und 608o Hz gewählt isf, gelangen
die beiden entstehenden Frequenzen von 5950 und 605o Hz zu der zweiten Modulationsstufe
M,. Mit den weiteren Modulationsvorgängen werden die beiden Frequenzen 595o und
6o50 in die Lage der in den Fig. 1 und 2 angegebenen Steuerfrequenzen P, und P;
verschoben.
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Fig. q. zeigt schematisch eine Empfangsanordnung zur Trennung der
beiden Steuerfrequenzen von den übrigen Signalfrequenzen. Hinter dem Verstärker
V, der das gesamte Band von tob bis 156 kHz verstärkt und dem dieses Band über ein
entsprechendes Filter F, zugeführt wird, erfolgt über ein Abzweigglied A der Anschluß
der Pegelempfangsanordnung. Diese besteht aus dem schwach ,elektiven Filter F, das
die beiden Steuerfrequenzen P1 und P", und die in der Nähe liegenden Signalfrequenzen
hindurchläßt. Der nachfolgende Verstärker V1 verstärkt in erster Linie die beiden
Steuerfrequenzen t 5o kHz+5o Hz. Hinter dem folgenden Gleichrichter Gll wird über
das Filterglied F3, das auf loo Hz abgestimmt ist, die Differenz der beiden Steuerfrequenzen
erhalten. Diese Differenz wird im Verstärker V@ verstärkt und nach %\-eiterer Gleichrichtung
in dem Gleichrichter Gl@ zur Beeinflussung der Regeleinrichtung benutzt. Diese ist
schematisch durch das Relais R angedeutet, das durch Schließen seines Kontaktes
r die Pegelregulierungseinrichtung PR steuert. Diese wirkt auf das vor dem Verstärker
V liegende Dämpfungsglied W ein. Zur Kontrolle bzw. zur Pegelanzeige dient das parallel
zum Relais R geschaltete Instrument-I.
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Um eine Beeinflussung des Obertragungssystems durch das bei A abgezweigte
Filter zu vermeiden, kann dieses entweder in an sich bekannter Weise sehr hochohmig
gewählt oder in an sich bekannter Weise über eine Ausgleichschaltung mit dem L'bertragungssystem
gekoppelt werden. Die Ausgleichschaltung ist in Fig. q a schematisch dargestellt.
Sie besteht aus dem Ausgleichübertrager AÜ und der N achbildung N. Die Nachbildung
wird gleich dem Ausgangswiderstand des vorangehenden Verstärkers V gewählt, Man
erhält so eine Entkoppelung zwischen den beiden FilternFl und F.. Irgendwelche Frequenzabhängigkeiten
im Scheinwiderstandsverlauf des Filters F können sich auf diese Weise nicht auf
das übrige System auswirken.
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In Fig.5 ist eine andere Möglichkeit für den Empfang der beiden Steuerfrequenzen
angegeben. An der Stelle A wird ohne besondere Selektionsmittel der Modulator (1l
eines Zwischenfrequenzempfängers angeschlossen. Der Generator HF liefert die Hilfsfrequenz
Ü, die in dem betrachteten Falle zu 153 kHz gewählt ist. Ihre Lage ist aus den Fig.
t und z ersichtlich. Hinter dem Modulator liegt das Filter F, das Frequenzen von
3 kHz - 5o Hz bis 3 kHz ' 5o Hz durchläßt. Nach weiterer Verstärkung mittels des
Verstärkers V1 findet in dem Gleichrichter Gl1 die Bildung der Differenzfrequenz
von ioo Hz statt, die über das entsprechend abgestimmte Filterglied F3 und den Verstärker
V_, dem Gleichrichter GZE zugeführt wird. An dessen Ausgang sind, wie bei Fig. 4.,
das Regelrelais R und das Anzeigeinstrument I angeschlossen.
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Fig. b zeigt eine Abwandlung der in Fig. 5 dargestellten Schaltung
für den Fall, daß an den Zwischenfrequenzempfänger gleichzeitig eine Abfrageeinrichtung
angeschlossen werden soll. Das im Ausgangskreis des Modulators !Yl liegende Filter
F' erhält eine Durchlaßbreite von 30o bis 310o Hz, so daß außer den beiden den Steuerfrequenzen
entsprechenden Frequenzen 3ooo Hz ; 5o Hz auch ein Signalfrequenzband von
300 bis z7ou Hz durchgelassen wird. Hinter dem Verstärker V, erfolgt eine-Verzweigung.
Über das FilterF, das auf 3000 --1-5o Hz abgestimmt ist, ist die eigentliche
Einrichtung zur Pegelregulierung, die entsprechend Fig. 5 ausgebildet ist, angeschlossen.
Parallel dazu liegt ein Filter F", das vorzugsweise als Tiefpaß ausgebildet ist
und nur Frequenzen durchläßt, die kleiner als 270o Hz sind. Im Ausgangskreis dieses
Filters liegt die Abfrageeinrichtung AF. Man hat hier die Möglichkeit, ohne wesentlichen
zusätzlichen Aufwand die Pegelempfangsanordnung gleichzeitig für den Empfang der
in einem bestimmten Kanal übermittelten Sprache zu verwenden.
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Fig.7 zeigt den Aufbau einer Pegelüberwachungseinrichtung, -bei der
ein und dieselbe Röhre V zur mehrfachen Verstärkung und Frequenzerzeugung ausgenutzt
ist. Die Schaltung arbeitet nach dem in Fig.5 erläuterten Prinzip des Zwischenfrequenzempfanges.
über den Regelwiderstand RW und den Übertrager Ü. gelangen die empfangenen Frequenzen
zu dem @Iodulator ill, dem die Ililfsfrequenz von 153 kHz zugeführt wird. Die im
Ausgang des Modulators entstehenden Frequenzen 3 kliz __; 5o Ilz gelangen über das
aus
den Kondensatoren Cl, C2 der Drosselspule Dri gebildete Filter Fr, den Übertrager
Ü4 in den Gitterkreis der Röhre V und erzeugen an dem Kopplungswiderstand R1 eine
entsprechende Steuerspannung. Nach erfolgter Verstärkung werden diese Frequenzen
über den Übertrager Ü5 einem weiteren Fil-. ter FA zugeführt, das ebenso wie das
Eingangsfilter FE aufgebaut ist und auf 3 kHz 5o Hz abgestimmt ist. 'Der Übertrager
Ü,; führt diese Frequenzen der Gleichrichteranordnung Gli zu, in deren Ausgang eine
Differenzfrequenz - vori i oo Hz entsteht. Das aus den beiden Drosselspulen Dr3
und Dr, und den beiden Kondensatoren Cs und C8 gebildete Filter F3 ist auf i oo
Hz abgestimmt. An dem im Gitterkreis der Röhre liegenden Widerstand /22 tritt eine
entsprechende Spannung auf, die durch die Röhre V verstärkt wird und über den mit
Hilfe des Kondensators Cil auf ioo Hz abgestimmten « Ü bertrager Ü8 der Gleichrichteranordnung
Gl2 zu-
geführt wird. Im Ausgangskreis dieses Gleichrichters liegen das Relais
I2 und das Anzeigeinstrument 1.
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Außer der- soeben beschriebenen zweifachen `Verstärkung wird in der
Röhre V gleichzeitig eine doppelte Frequenzerzeugung vorgenommen. Mit Hilfe des
Übertragers Ül, an dessen' dritte Wicklung die Spulen L1 und L2 und die Kondensatoren
I(1 bis I(s angeschlossen sind, . erfolgt eine Rückkopplung zur Erzeugung der Hilfsfrequenz
Ü, die in den bisher beschriebenen Beispielen zu i 53 kHz gewählt war. Die Abstimmittel
des Generators sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sie -von ¢8 Hz bis 15
6 kHz, also den gesamten - in Frage kommenden Frequenzbereich,. abgestimmt werden
können. Zur Amplitudenbegrenzung für diese Frequenzen, die notwendig ist, um die
Verstärkerröhre V gleichzeitig außer-zur Schwingungserzeugung ,zur Verstärkung benutzen
-zu können, dient der Modulator All.
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Wie an Hand von Fig. 3 ausgeführt wurde, ist zur Erzeugung der beiden
Steuerfrequenzen P, und P. eine Frequenz von 50 Hz erforderlich. Diese wird
ebenfalls in derselben Röhre V erzeugt. Zu diesem Zwecke ist ein durch den Kondensator
C13 abgestimmter Rückkopplungsübertrager ü8 vorgesehen, der den Anodenkreis der
Röhre mit dem Gitterkreis koppelt. An die dritte Wicklung dieses Übertragers ist
der Ausgangskreis angeschlossen, dem die 5o 1-1z entnommen werden. Die Modulationseinrichtung
M@ dient zur Begrenzung der Amplitude der Schwingung voii 5o Hz. -Die in Fig.7 beschriebene
Anordnung, bei der- außer -der Hilfsfrequenz von 153 kliz gleichzeitig die
Frequenz von 50 Hz erzeugt wird, ist nur an den Endstellen des übertragungssystems
erforderlich, in denen außer einer -Pegelregelung gleichzeitig die Aussendung der
Steuerfrequenzen notwendig ist.
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Die Schaltung nach Fig.7 kann gemäß Fig.6 so ergänzt bzw. abgeändert
werden, daß der Anschluß einer Abfrageeinrichtung möglich wird. Für diesen Zweck
wäre das FilterFE für einen Durchlaßbereich von 300 bis 3 i oo Hz zu bemessen und
an den Anodenkreis der Röhre V die Abfrageeinrichtung über einen Tiefpaß mit einer
Grenzfrequenz von 27oo Hz anzuschließen.