DE709375C

DE709375C - Device for interference-free signal transmission

Info

Publication number: DE709375C
Application number: DER101994D
Authority: DE
Inventors: Winfield Rudolph Koch
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1937-03-31
Filing date: 1938-03-31
Publication date: 1941-08-14
Also published as: US2175270A

Description

Einrichtung- zur störungsfreien Signalübertragung Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Beseitigung der von atmosphärischen und ähnlichen Störungen herrührenden, der empfangenen Schwingung beigemischtem Knackstörungen bei Empfängern o. dgl.Device for interference-free signal transmission The invention relates rely on facilities for eliminating atmospheric and similar disturbances Cracking disturbances caused by the received vibration and mixed with receivers or the like

Die bisher bekannten Einrichtungen zur Störbefreiung arbeiten meist deswegen nicht zufriedenstellend, weil sie nicht nur die unerwünschten Störimpulse beseitigen, sondern gleichzeitig auch die erwünschten Schwingungen selbst verändern oder verzerren. _ Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine bessere Störbeseitigung dadurch erzielt, daß ein Sender vorgesehen ist, bei welchem die auszusendende Schwingung auf zwei Wegen ausgesendet wird, die als Seitenbänder eines doppelt modulierten Trägers -erscheinen. Die auf den beiden Wegen auszusendenden Schwingungen werden senderseitig in der Phase gegeneinander durch Verzögerungsglieder verschoben und modulieren darauf Zwischenträger, die ihrerseits wieder einen Hauptträger modulieren. Die doppelt modulierte Schwingung wird ausgesendet. Auf der Empfängerseite wird die Gesamtschwingung empfangen. Durch zweimalige Gleichrichtung und Filterung werden die mit Störungen überlagerten und gegeneinander phasenverschobenen Schwingungen getrennt; darauf werden die beiden niederfrequenten Teilschwingungen durch entsprechende Verzögerungsglieder wieder ,gleichphasig gemacht, worauf die eine Schwingung zur Begrenzung der anderen Schwingring verwendet wird, da nun die derselben atmosphärischen Störung entsprechenden Spannungsimpulse bei den beiden Schwingungen an verschiedenen Stellern sitzen; die durch die Begrenzung von den Störungen befreite Schwingung wird der Wiedergabevorrichtung zugeführt.The previously known devices for interference clearance mostly work therefore unsatisfactory because they not only remove the unwanted glitches eliminate, but at the same time also change the desired vibrations themselves or distort. According to the present invention, there is better interference elimination achieved in that a transmitter is provided in which the vibration to be transmitted is emitted in two ways, which are doubly modulated as sidebands of a Vehicle Show. The vibrations to be sent out on the two paths become on the transmitter side shifted in phase against each other by delay elements and modulate subcarriers thereupon, which in turn modulate a main carrier. The double modulated oscillation is emitted. On the receiving end, will receive the total vibration. By rectifying and filtering twice the vibrations superimposed with disturbances and phase-shifted with respect to one another separated; thereupon the two low-frequency partial vibrations are replaced by corresponding Delay elements again, made in phase, whereupon the one oscillation to Limitation of the other oscillating ring is used, since now the same atmospheric Disturbance corresponding voltage pulses in the two oscillations at different Seats sit; the vibration freed from the disturbances by the limitation is fed to the playback device.

Die Erfindung kann auch- so abgeändert werden, daß die beiden ähnlichen, aber phasenverschobenen Signalschwingungen als verschieden polarisierte Wellen, z. B. die eine vertikal und die andere horizontal polarisiert, mit wenig verschiedenen Trägerfrequenz- -'. ausgesendet werden. Einen wesentlichen der Erfindung bildet eine im Kreuz wirken .. Begrenzungseinrichtung, durch die die beide; Niederfrequenzen miteinander verglichen werden und jeweils die eine der beiden Sch«-ingungen durch die andere begrenzt wird, während ihre Summe der Wiedergabevorrichtung zugeführt wird.The invention can also be modified so that the two similar, but phase-shifted signal oscillations as differently polarized Waves, e.g. B. polarized one vertically and the other horizontally, with little different carrier frequency - '. be sent out. An essential part of the invention forms one acting in the cross .. Limiting device through which the two; Low frequencies are compared with each other and each time one of the two vibrations is carried out the other is limited while its sum is fed to the playback device will.

Es ist zwar schon eine Einrichtung zur drahtlosen Zeichenübertragung bekannt, bei welcher die Zeichen auf zwei Kanälen übertragen werden, wobei senderseitig in dem einen Übertragungskanal eine Phasenverschiebung vorgenommen wird, die empfängerseitig durch eine entsprechende Phasenverschiebung in dem andern Kanal wieder aufgehoben wird; die Summe der beiden gleichphasig gemachten Empfangsschwingungen wird der Wiedergabevorrichtung zugeführt. Da bei dieser bekannten Einrichtung jedoch keine Begrenzung der einen Schwingung durch die andere vorgenommen wird, läßt sich wohl eine Verringerung der Schwunderscheinungen, hingegen nicht eine Beseitigung starker überlagerter Knackstörungen erzielen, wie es bei der vorliegenden Erfindung möglich ist.It is indeed a device for wireless character transmission known, in which the characters are transmitted on two channels, with the transmitter side in which one transmission channel a phase shift is carried out, the receiver side canceled again by a corresponding phase shift in the other channel will; the sum of the two received oscillations made in phase becomes the Playback device supplied. Since in this known device, however, no Limitation of one vibration by the other can be done a reduction in the signs of shrinkage, but not an elimination of greater ones achieve superimposed click disturbances, as is possible with the present invention is.

Eid Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen Abb. i und Abb. 2, von denen Abb. i den Sender und Abb.2 den Empfänger darstellt. Die am Ausgang des Modulationsverstärkers 1o entstehende niederfrequente Schwingung wird über zwei getrennte Zweige der Modulatorstufe i i zugeführt. Der eine Zweig enthält einen Modulator 12 und einen einen Zwischenträger erzeugenden Oszillator 13. Der andere Zweig enthält eine Verzögerungseinrichtung 15, einen Modulator 16, einen ebenfalls einen Zwischenträger erzeugenden Oszillator 17. Die Ausgangswechselspannungen der beiden Zweige sind durch dile Kurvenstücke 1.1 und 18 angedeutet. Die beiden Ausgangsspannungen «-erden vereint der Modulationsstufe i i des eigentlichen Senderoszillators 2o zugeführt und die entstehende zweimal modulierte Schwingung über die Antenne 19 ausgestrahlt.Eid embodiment of the invention is shown in Fig. 1 and Fig. 2, of where Fig. i shows the transmitter and Fig.2 shows the receiver. The one at the output of the modulation amplifier 1o resulting low-frequency oscillation is transmitted via two separate branches of the modulator stage i i supplied. One branch contains a modulator 12 and an intermediate carrier generating oscillator 13. The other branch contains a delay device 15, a modulator 16, an oscillator also generating an intermediate carrier 17. The output alternating voltages of the two branches are given by dile curve pieces 1.1 and 18 indicated. The modulation stage combines the two output voltages «-grounds i i of the actual transmitter oscillator 2o and the resulting twice emitted modulated oscillation via the antenna 19.

Die Frequenzen der beiden Oszillatoren 13 und 17 müssen natürlich verschieden und beide wesentlich kleiner als die Frequenz des Senderoszillators 2o sein. Die Verzögerungseinrichtung 15 kann in sehr verschiedener Form aufgebaut sein.The frequencies of the two oscillators 13 and 17 must of course different and both much smaller than the frequency of the transmitter oscillator Be 2o. The delay device 15 can be constructed in very different forms be.

Der in Abb.2 dargestellte Empfänger enthält eine Antenne 21 und einen Gleichrieliter 22, welcher die SigIialschwingung von clem durch die Stufe 2o erzeugten Hauptträger befreit. Der eine Teil der SigIialsch«-ingunl" wird durch den dem zweiten Hilfsträger entsprechenden Verstärker 2q. dem Gleichrichter -25 und dem Niederfrequenzverstärker 26 der - .$grenzerstufe 23 zugeführt, während der re Teil der Schwingung dem gleichen Irenzer durch einen dem ersten Zwischenger entsprechenden Verstärker 27, den Gleichrichter 28, eine Verzögerungseinrichtung 29 und einen Niederfrequenzverstärker 3o zugeführt wird.The receiver shown in Fig.2 contains an antenna 21 and a Equalizer 22, which generated the signal oscillation of clem through stage 2o Main bearer exempted. One part of the SigIialsch "Ingunl" becomes through that of the second Subcarrier corresponding amplifier 2q. the rectifier -25 and the low frequency amplifier 26 of the -. $ Limiter stage 23, while the right part of the oscillation is the same Irenzer through an amplifier 27 corresponding to the first intermediate device, the rectifier 28, a delay device 29 and a low frequency amplifier 3o will.

Die beiden am Ausgang des zweiten Gleichricliters entstehenden niederfrequenten Schwingungen mit den überlagerten Störimpulsen sind durch die Kurve 31, 32 dargestellt. An den Ausgängen der Neiden Gleichrichter sind die Störimpulse 32 in Phase, die NiedeT-frequenzschwingungen 31 dagegen gegeneinander phasenverschoben. Durch Wirkung der Verzögerungskette 29 läßt sich aber erreichen, daß am Verstärker 3o und 26 die niederfrequenten Schwingungen wieder in Phase, die Störung aber gegeneinander phasenverschoben sind. Die Störimpulse sitzen also nunmehr- an verschiedenen Stellen der im übrigen gleichen niederfrequenten Schwingungsstücke.The two low-frequency ones arising at the output of the second rectifier Oscillations with the superimposed interference pulses are shown by curve 31, 32. At the outputs of the Neiden rectifiers, the interference pulses 32 are in phase, the Low-frequency oscillations 31, on the other hand, are out of phase with one another. By effect the delay chain 29 can be achieved that the amplifier 3o and 26 low-frequency oscillations back in phase, but the disturbance is out of phase with one another are. The glitches are now sitting in different places of the rest same low-frequency vibration pieces.

Die Ausführung der Begrenzereinrichtung 23 ist in Abb.3 dargestellt. Die Anordnung enthält ein Ventil33, dessen Kathode durch einen Widerstand 3d geerdet ist, während dile Anode über die Widerstände 35 und 36 und eine Gleichspannungsquelle 37 an Erde liegt. Am Widerstand 3q liegt ein Teil der niederfrequenten Anodenwechselspannung der Verstärkerröhre q.1, welcher .ein Maß für den Amplitudenwert der einen Signalschwingung ist, welche über die Kopplungseinrichtung 39, qo der Verstärkerröhre 41 zugeführt wird. Gleichzeitig liegt am Widerstand 36 eine niederfrequente Schwingung, welche ein Maß für die Amplitude der anderen Teilschwingung ist, die über den Kopplungskondensator 42 übertragen wird.The design of the limiter device 23 is shown in Figure 3. The arrangement includes a valve 33, the cathode of which is grounded through a resistor 3d is, while the anode via the resistors 35 and 36 and a DC voltage source 37 is on earth. Part of the low-frequency anode alternating voltage is applied to resistor 3q the amplifier tube q.1, which .a measure for the amplitude value of a signal oscillation which is fed to the amplifier tube 41 via the coupling device 39, qo will. At the same time there is a low-frequency oscillation at the resistor 36, which is a measure of the amplitude of the other partial oscillation, which is via the coupling capacitor 42 is transmitted.

Solange die beiden Signalschwingungein die gleiche Amplitude besitzen und frei von Störimpulsen sind, werden Kathode und Anode des Ventils 33 im wesentlichen auf gleichem Potential gehalten, so daß kein Strom durch das Ventil fließt und die Signalschwingungen unbeeinflußt durch den Verstärker 26 zu dem weiteren Verstärker 43 geleitet werden, wie es die über der Stufe q 3 dargestellte Kurve andeutet. Wenn dagegen der durch den Verstärker 26 übertragenen Schwingung ein Störimpuls überlagert ist, wird die Anode des Ventils stärker positiv als die zugehörige Kathode, das Ventil wird infolgedessen leitend, und die von dem Verstärker 26 übertragene Signalschwingung wird nur in dem Maße zum Verstärker 143 übertragen, als sie die Spannung am Widerstand 3:1 nicht übersteigt. Das Ventil schneidet also infolge des Niederfrequenzspannungsabfalles am Widerstand 34 den überlagerten Störimpuls von dem übertragenen Signal ab, welches mithin urverzerrt dem Verstärker 43 zugeführt wird.As long as the two signal oscillations have the same amplitude and are free from glitches, the cathode and anode of valve 33 become essentially held at the same potential so that no current flows through the valve and the Signal oscillations unaffected by the amplifier 26 to the further amplifier 43, as indicated by the curve shown above step q 3. if on the other hand, an interference pulse is superimposed on the vibration transmitted by the amplifier 26 is, the anode of the valve becomes more positive than the associated cathode, the As a result, the valve becomes conductive, and so does the signal oscillation transmitted by the amplifier 26 is only transferred to amplifier 143 to the extent that it changes the voltage across the resistor 3: 1 does not exceed. So the valve cuts as a result of the low frequency voltage drop at the resistor 34 from the superimposed interference pulse from the transmitted signal, which is therefore fed to the amplifier 43 in an undistorted manner.

Damit diese Wirkung genau erzielt werden kann, ist in den Ausgangskreis des Verstärkers 26 eine Gleichspannungsquelle 37 eingeschaltet, welche den bei fehlender Signalspannung im Widerstand 34 auftretenden Spannungsabfall kompensiert. Die Möglichkeit dieser Abschneidung des Störimpulses er-,gibt sich also aus der Tatsache, daß der Störimpuls 32 den beiden Teilen der Signalschwingung an verschiedenen Stellen überlagert ist.So that this effect can be achieved precisely, is in the output circle of the amplifier 26 a DC voltage source 37 is switched on, which is the missing Signal voltage in the resistor 34 compensates for the voltage drop occurring. The possibility this cut-off of the glitch results from the fact that the Interference pulse 32 superimposed on the two parts of the signal oscillation at different points is.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb.4, welches der in Abb. i dargestellten Anordnung entspricht mit der Ausnahme, daß Mittel vorgesehen sind, welche den einen Teil der Signalschwingung als horizontalpolarisierteWelle undden anderen Teil als vertikal polarisierte Welle ,ausstrahlen lassen. Zu diesem Zwecke ist ein Oszillator 44 vorgesehen, welcher den Träger den beiden Modulationseinrichtungen 12 und 16 zuführt. Die beiden Signalschwingungen, die also den gleichen Träger besitzen, aber mit einer gewissen gegenseitigen Verzögerung durch die Modulationsschwingungen modL fiert sind, werden je .einer Antenne 45 und 46 zugeführt, die verschieden polarisierte Wellen aussenden. Diese beiden Wellen werden am Empfangsart durch die Antennen 47 und 48 getrennt aufgefangen und dein Mischstufen 49 und 5o zugeführt, in der sie mit der Schwingung des gemeinsamen örtlichen Oszillators 51 gemischt werden. Von den Mischstufen 49 und 5o werden die Schwingungen über die Zwischenfrequenzverstärker 52 bw: 53 zu den Gleichrichtern 28 bzw. 25 geführt. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei den in den Abb. i bis 3 dargestellten Anordnungen.Another embodiment of the invention is shown in Fig.4, which corresponds to the arrangement shown in Fig. i, with the exception that means are provided which represent one part of the signal oscillation as a horizontally polarized wave and let the other part radiate as a vertically polarized wave. To this For this purpose, an oscillator 44 is provided, which the carrier of the two modulation devices 12 and 16 feeds. The two signal oscillations, which therefore have the same carrier, but with a certain mutual delay due to the modulation oscillations are modL fiert, each .einer antenna 45 and 46 supplied, which polarized differently Send out waves. These two waves are received by the antennas 47 and 48 are collected separately and fed to the mixing stages 49 and 5o, in which they be mixed with the vibration of the common local oscillator 51. from the mixers 49 and 5o are the oscillations via the intermediate frequency amplifier 52 bw: 53 led to rectifiers 28 and 25, respectively. In addition, the mode of action is the same as in the arrangements shown in Figs.

Ein weiteres Ausführung sbeispi@el zeigt Abb. 5. Diese Anordnung unterscheidet sich von den bisher dargestellten dadurch, daß die Übertragung der beiden Teilschwingungen durch getrennte Träger verschiedener Frequenz erfolgt. Die eine Schwingung wird von dem Modulationsfrequenzverstärker 1o durch die Modulati@onsstufe 54 und ein Filter 57 dem Verstärker 58 zugeführt, der andere Teil wird dem ,gleichen Verstärker 58 durch die Verzögerungseinrichtung 15, die Modulationseinrichtung 59 und das Filter 6o zugeführt. In der Einrichtung 54 wird die Trägerfrequenz des Oszillators 61 und in der Einrichtung 59 eine abweichende Trägerfrequenz des Osillators 62 moduliert. Die. Filter 5_7 und 6o sind auf die Frequenzen/, und f2 der beiden Träger abgestimmt. Die beiden modulierten Träger werden nach gemeinsamer Verstärkung im Verstärker 58 durch die Antenne 63 ausgestrahlt.Another example is shown in Fig. 5. This arrangement differs differs from the ones shown so far in that the transmission of the two partial oscillations is carried out by separate carriers of different frequencies. Which becomes one vibration from the modulation frequency amplifier 1o through the modulation stage 54 and a Filter 57 is fed to amplifier 58, the other part is fed to the same amplifier 58 through the delay device 15, the modulation device 59 and the filter 6o fed. In the device 54, the carrier frequency of the oscillator 61 and a different carrier frequency of the oscillator 62 is modulated in the device 59. The. Filters 5_7 and 6o are matched to the frequencies /, and f2 of the two carriers. The two modulated carriers are amplified together in the amplifier 58 broadcast by antenna 63.

Am Empfangsort werden die beiden ,Schwingungen durch die Antenne 64 empfangen und der Mischstufe 65 zugeführt, in der sie mit der Schwingung .des Oszillators 66 überlagert werden. Die Schwingungen werden über die beiden verschieden abgestimmten Zwischenfrequenzverstärk er 67 und 68 getrennt geführt und darauf den Gleichrichtern 25 bzw-. 28 zugeführt. Im übrigen ist die Wirkungsweise wieder de gleiche wie bei den bereits beschriebenen Anordnungen.At the receiving location, the two vibrations are generated by the antenna 64 received and fed to the mixer 65, in which it with the oscillation .des oscillator 66 are superimposed. The vibrations are tuned differently across the two Intermediate frequency amplifiers 67 and 68 separately and then the rectifiers 25 or. 28 supplied. Otherwise, the mode of action is again the same as with the arrangements already described.

. Abb. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführung der in Abb,3 dargestellten Begrenzungseinrichtung, bei welcher beide Teile der Signalschwingungen von überlagerten Störimpulsein befreit und gemeinsam einem Ausgangskreis 70 zugeführt werden. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 26 wird dem Verstärker 43 über eine Einsrichtung, die der in Abb.3 dargestellten entspricht, sowie über -eine Phasenumkehrröhre 71 zugeführt. In entsprechender Weise bewirken die Einrichtungen 33,1, 34A# 35A, 37A und 41A ein Abschneiden des Störimpulses bei der durch den Verstärker 3o gelieferten Signalschwingung. Die von der Störung- befreite Schwingung wird der Stufe 43,I zugeführt. Die Verstärker 43 und 43A sind ausgangsseitig im Gegentakt geschaltet, so daß unerwünschte Oberwellen kompensiert werden.. FIG. 6 shows a modified embodiment of the limiting device shown in FIG. 3, in which both parts of the signal oscillations are freed from superimposed interference pulses and are fed together to an output circuit 70. The output voltage of the amplifier 26 is fed to the amplifier 43 via a device which corresponds to that shown in FIG. In a corresponding manner, the devices 33, 1, 34A, 35A, 37A and 41A cause the interference pulse to be cut off in the signal oscillation supplied by the amplifier 3o. The oscillation freed from the disturbance is fed to stage 43, I. The output side of the amplifiers 43 and 43A are connected in push-pull so that undesired harmonics are compensated.

Abb.7 zeigt eine zweckmäßige Ausführung der Verzögerungseinrichtung, welche die gewünschte Zeitverzögerung zwischen den beiden Signalschwingungen sowohl auf der S:enderseite wie auf der Empfangsseite her-- vorbringen soll. Diese Einrichtung ist in an sich bekannter Weise als Kette mit Längsinduktivitäten L und Querkapazitäten C mit einem Abschlußquerwiderstand 12 ausgebildet. Natürlich können an Stelle einer derartigen Filterkette auch andere Einrichtungen, z. B. ein Telegraphon, ein akustischer Weg von passender einstellbarer Länge o. dgl., verwendet werden.Figure 7 shows an appropriate design of the delay device, which both the desired time delay between the two signal oscillations on the S: ender side as on the receiving side. This facility is in a manner known per se as a chain with longitudinal inductances L and transverse capacitances C formed with a terminating cross resistor 12. Of course, you can use one in place of one such filter chain also other devices, e.g. B. a telegraphone, an acoustic one Away from a suitable adjustable length or the like., Can be used.

Claims

PATENT CLAIM: i. Device for interference-free signal transmission, in particular for wireless high-frequency transmission, in which a branching device is provided at the transmission point, which distributes the signal oscillation over two separate transmission branches, and a delay device switched on in one of the transmission branches and in which two corresponding branches and in a delay device is provided for one of the two, which delays the part of the signal oscillation that is not delayed at the transmitting point in such a way that the two parts of the signal oscillation are again in phase, characterized in that a limiting device is located at the receiving point in each branch connected to the playback device, which limits the transmission of the signal oscillation guided via this branch if its amplitude is substantially greater than the amplitude of the signal oscillation of the other branch that is in phase and which is present at the same time doughs. Device according to claim r, characterized in that the low-frequency modulation oscillation of a transmitter to be transmitted modulates a carrier directly and a second carrier of another frequency with the interposition of a delay chain and that the two modulated carriers in turn serve to modulate a third carrier of significantly higher frequency. 3. Device hach claim r, characterized in that the low-frequency modulation oscillation of a transmitter to be transmitted modulates a carrier directly and a second carrier of approximately the same frequency with the interposition of a delay chain and that the two carriers are transmitted in such a way that their polarization states are different , in particular the two planes of polarization are perpendicular to one another. -q .. device according to claim t, characterized in that the limiting device is designed such that transversely to the transmission line of the. the playback device connected branch is a rectifier, in particular a diode, which is biased by the signal oscillation of the other branch that he or she only becomes conductive when the signal amplitude of the first branch is significantly higher than the signal amplitude of the other branch increases.