DE714850C

DE714850C - Telegraphierverfahren zur UEbertragung von Nachrichten auf elektrischen Wellen

Info

Publication number: DE714850C
Application number: DEH154147D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Hudec
Original assignee: ERICH HUDEC DR ING
Current assignee: ERICH HUDEC DR ING
Priority date: 1937-08-27
Filing date: 1937-12-24
Publication date: 1941-12-08
Also published as: DE713692C; FR51883E; DE757444C; US2293507A; DE706452C; GB621724A; DE755829C; FR842608A; GB621723A

Description

Telegraphierverfahren zur Übertragung von Nachrichten auf elektrischen Wellen Die cÖbertragung von Nachrichten auf kurzen elektrischen Wellen-wird häufig durch die Ausbreitungserscheinungen der elektrischen Wellen stark gestört oder gar unmöglich gemacht. Diese Störungen kommen im wesentlichen dadurch zustande, daß die von der Sendeantenne ausgestrahlten Wellen auf verschiedenen Wegen mit Laufzeitunterschieden von größenordnungsmäßig i m/s bis zu 5o m/s und mehr an der Empfangsantenne eintreffen.
Wenn vom Sender ein einziges Telegraphiezeichen ausgesandt wird, dessen Dauer geringer ist als der Laufzeitunterschied der nacheinander eintreffenden Wellen, werden am Empfänger nacheinander zwei oder mehrere voneinander unabhängige Telegraphiezeichen empfangen. Wenn das ausgesandte Telegraphiezeichen dagegen länger ist als der Laufzeitunterschied der einzelnen Wellen, wird das Zeichen entsprechend dem Laufzeitunterschied zwischen der ersten und letzten Welle verlängert, außerdem werden Anfang urid Ende gegenüber dem mittleren Teil des Zeichens verschieden empfangen. Während am Anfang und Ende nur eine einzige Welle, nämlich die erste bzw. die letzte Welle, zum Empfänger gelangt, werden im mittleren Teil von der Antenne gleichzeitig mehrere Wellen aufgenommen, die vom Sender im Abstande des Laufzeitunterschiedes nacheinander ausgestrahlt worden sind. Je nach ihrer gegenseitigen Phasenlage unterstützen sich diese gleichzeitig eintreffenden Wellen oder heben sich mehr oder weniger stark auf. In besonders ungünstigen Fällen können sie sich gegenseitig völlig auslöschen, so daß in dieser Zeit überhaupt keine Zeichen empfangen werden. Nur am Anfang und am Ende des Zeichens bleiben alsdann kurze Stromstöße bestehen, die jedoch von den meisten Aufnahmegeräten infolge ihrer Trägheit völlig unterdrückt werden.
Wenn man auf dem Funkwege telegraphische @Tachricliten überträgt, die sich aus einer unregelmäßigen Folge von Telegraphiezeichen und Telegraphiepausen zusammensetzen, werden durch die geschilderten Ausbreitungserscheinungen einerseits Telegraphiepausen durch später eintreffende Wellenzüge (Nachhall) in Telegraphiezeichen gefälscht und andererseits Telegraphiezeichen durch Interferenz der einzelnen . Wellen (Interferenzschwund) fälschlicherweise in Telegraphiepausen umgewandelt.
Diese durch die Ausbreitungserscheinungen der elektrischen Wellen hervorgerufenen Schwund- und L\Tachhallstörungen werden nach dem Hauptpatent 713 692 dadurch beseitigt, daß auf der Sendeseite an Stelle von Telegraphiezeichen kurze Telegraphieimpulse ausgesandt werden und daß die Telegraphiezeichen auf der Empfangsseite aus einem kurzen Anfangsteil der empfangenen Telegraphieimpulse und aus synchron laufenden periodischen Impulsen aufgebaut werden, die mittels eines örtlichen Generators erzeugt werden.
Dieses Verfahren ist in dem Hauptpatent beispielsweise für die Übertragung von Morsezeichen und für die Übertragung von Funkbildern nach dem Zeitmodulationsverfahren durchgeführt.
Die in Abb. i a beispielsweise dargestellten Morsezeichen bauen sich aus Zeichenschritten oder Stromschritten und Pausenschritten oder Nichtstromschritten auf. Die Morsepunkte setzen sich aus einem Zeichenschritt und einem Pausenschritt zusammen, die Morsestriche aus drei Zeichenschritten und einem Pausenschritt. Der Buchstabenabstand wird durch zwei weitere Pausenschritte, der Wortabstand durch vier weitere Pausenschritte gekennzeichnet. Zeichenschritte und Pausenschritte nennt man auch schlechthin Telegraphierschritte.
Zur Übertragung von Morsezeichen nach dem in dem Hauptpatent angegebenen Verfahren werden auf der Sendeseite nach Abb. i b am Anfang jedes ersten und am Anfang jedes geradzahligen Pausenschrittes Telegraphieimpulse ausgesandt und auf der Empfangsseite nach Abb. ic am Anfang jede ungeradzahligen Telegraphierschrittes scncliron laufende periodische Impulse erzeugt. Die Telegraphiezeichen werden am Einpfänger aus diesen periodischen Impulsen und aus einem kurzen Anfangsteil der empfangenen Telegraphieimpulse aufgebaut, indem eine Kippvorrichtung durch eine der beiden Impulsarten stromdurchlässig und durch die andere undurchlässig gemacht wird. Die Telegraphieimpulse zu Beginn jedes zweiten bzw. vierten Pausenschrittes haben den Zweck, die am Empfänger gleichzeitig mit ihnen auftretenden Empfängerimpulse unwirksam zu machen. Die empfangenen Telegraphieimpulse müssen daher die lokalen Empfängerimpulse in ihrer Dauer und in ihrer Amplitude übertreffen.
In Abb.2 ist eine Abänderung des in dem Hauptpatent angegebenen Verfahrens dargestellt. Nach Abb.2b werden auf der Sendeseite am Anfang jedes ersten und jedes zweiten Zeichenschrittes Telegraphieimpul_se ausgesandt, während auf der Empfangsseite nach Abb. 2c am Anfang jedes geradzahligen Telegraphierschrittes synchron laufende periodische Impulse erzeugt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Weiterbildung des Verfahrens für die Übertragung von Morsezeichen und von Telegraphiezeichen nach dem Fünferalphabet oder ähnlichen Alphabeten.
Die Übertragung von Morsezeichen nach Abb. i oder 2 hat den Nachteil, daß die Telegraphiergeschwindigkeit infolge der großen durchschnittlichen Zahl von Telegraphierschritten der Morsezeichen verhältnismäßig klein ist.
Dieser Mangel wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß auf der Empfangsseite mittels eines örtlichen Generators zu Beginn jedes Telegraphierschrittes zu den Telegraphieimpulsen am Sender synchron laufende periodische Impulse erzeugt werden und daß die Telegraphiezeichen aus den vom Sender kommenden Telegraphieimpulsen und aus den örtlichen Impulsen dadurch erzeugt werden, daß durch einen empfangenen Telegraphieimpuls jedesmal ein Empfängerimpuls unwirksam gemacht wird.
' Die Empfängerimpulse können wie in Abb. 3 c gleiche Richtung haben oder wie in Abb. d c abwechselnd positiv und negativ gerichtet sein.
In Abb. 3 a sind Telegraphiezeichen nach einem Fünferalphabet (dem zwischenstaatlichen Telegraphenalphabet Nr. 2) dargestellt. An Stelle dieser Zeichen wird vom Sender nach Abb.3b jeder Zeichenschritt durch einen Telegraphieimpuls übertragen. Auf dem Wege zum Empfänger werden diese Impulse je nach den Übertragungsbedingungen verschieden stark verbreitert. Auf der Empfangsseite werden nach Abb. 3 c zu Beginn jedes Telegraphierschrittes periodische Impulse erzeugt. Die Telegraphiezeichen erzeugt man aus diesen Empfängerimpulsen und dem Anfangsteil der empfangenen Telegraphieimpulse, indem man beide Impulsarten in entgegengesetzter Richtung auf eine Kippvorrichtung wirken läßt. Die Phase, die Dauer und die Amplitude der Empfängerimpulse werden so eingestellt, daß jeder empfangene Senderimpuls einen Empfängerimpuls unwirksam und außerdem die Kippvorrichtung stromdurchlässig und daß jeder Empfängerimpuls allein die Kippvorrichtung stromundurchlässig macht. Wenn mehrere Sender-oder mehrere Empfängerimpulse hintereinander auf die Stromkippvorrichtung wirken, ändern der zweite und jeder folgende Impuls ihre Stromdurchlässigkeit nicht. .
Damit die Telegraphiezeichen einwandfrei übertragen werden, dürfen die empfangenen Senderimpulse maimal bis zur Dauer eines Telegraphierschrittes durch Echos verlängert werden. Die Dauer des Telegraphierschrittes muß daher etwas größer als die größte beobachtete Echodauer gewählt werden.
Nach vorstehendem Verfahren kann man auch Morsezeichen oder beliebige andersartige Telegraphiezeichen übertragen.
In Abb.4c ist angenommen, daß die Empfängerimpulse abwechselnd positiv und negativ gerichtet sind. Derartige Impulse werden z. B. mit zwei erzwungenen Kippschwingungen erzeugt, von denen die erste von einer Gleichlauffrequenz und die zweite von den Impulsen der ersten Kippschwingung gesteuert wird. Die Abmessungen der zweiten Kippvorrichtung sind so zu treffen, daß der zugehörige Kondensator am Ende jeder zweiten Periode der ersten Kippschwingung entladen wird. Schaltet man die Impulse a und b der beiden Kippschwingungen nach Abb.5 einander entgegen und stellt die Amplitude der Impulse b doppelt so groß wie die Amplitude der Impulse a ein, so erhält man die gewünschteh Impulse nach Abb: 4c.
Diese Impulse läßt man auf das Steuergitter einer Kippvorrichtung wirken, so daß sie abwechselnd stromdurchlässig und stromlos wird. Der Strom durch die Kippvorrichtung verläuft alsdann nach einer Rechteckkurve' . Wenn man sie als Morseschrift auffaßt, stellt sie abwechselnd einen Zeichenschritt und einen Pausenschritt dar.
Zur Übertragung eines Striches. oder einer Pause der Morseschrift überträgt man vom Sender am Anfang des zweiten Zeichenschrittes bzw. am Anfang des zweiten Pausenschrittes gemäß Abb. 4b einen kurzen Impuls, der die Aufgabe hat, den entsprechenden Empfängerimpuls unwirksam zu machen. Da der darauffolgende Empfängerimpuls auch keine Wirkung auf die Kippvorrichtung ausübt, bleibt sie gemäß Abb. 4 über drei Strom-oder drei Pausenschritte stromdurchlässig oder -undurchlässig. Zur Übertragung einer längeren Pause, die in der Morseschrift zur Kennzeichnung des Wortabstandes dient, sendet man einen weiteren Impuls am Anfang des vierten Pausenschrittes.
Der Vorteil dieser Anordnung, die dem Gulstad-Relais in der Leitungstelegraphie entspricht, liegt darin, daß der Empfängerimpuls zu Beginn jedes dritten Strom- oder Pausenschrittes unwirksam bleibt und daß daher die empfangenen Senderimpulse durch Echos bis zu zwei Telegraphierschritten verlängert werden dürfen, ohne eine Störung hervorzurufen. Der kleinste zeitliche Abstand der Senderimpulse kann also genau so groß wie bei ylem Verfahren nach Abb. 3 gewählt werden. Dies ist in Abb. 4 durch passende Wahl des Zeitmaßstabes berücksichtigt. Sie veranschaulicht im Vergleich zu Abb. 3, daß die Morseschrift nach vorstehendem Verfahren sogar noch günstiger ist als die Schrift nach dem Fünferalphabet.
Die Empfängerimpulse macht man bei vorstehendem Verfahren z. B. dadurch unwirksam, daß man sie der Kippvorrichtung, die zur Zusammensetzung der Zeichen dient, über zwei verschiedene Elektronenröhren zuführt und diese Elektronenröhren durch jeden empfangenen Senderimpuls gleichzeitig verriegelt.
Zur Erzeugung des Telegraphieimpulses am Sender benötigt man gleichbleibende Steuerimpulse. im Abstand eines Telegraphierschrittes. Derartige Impulse erzeugt maul am einfachsten mit Hilfe ein-er.erzwungenen Kippschwingung, die von der Gleichlaufspannung am Sender gesteuert wird. Diese Steuerimpulse läßt man zusammen mit den Telegraphiezeichen auf das Gitter einer negativ vorgespannten Elektronenröhre wirken. Die Amplitude der Steuerimpulse und der Telegraphiezeichen sowie die Gittervorspannung bemißt man so, daß nur dann durch die Steuerimpulse ein Anodenstrom ausgelöst wird, wenn das Telegraphiezeichen das Gitter positiv aussteuert. Auf diese Weise erhält man entsprechend -AM. 3 bei jedem Stromschritt einen Telegraphieimpuls.
Durch Umkehrung der Richtung der auf das Gitter der Kippvorrichtung wirkenden Telegraphiezeichen kann man bewirken, daß umgekehrt bei jedem Pausenschritt ein Telegraphieimpuls erzeugt wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens zur Erzeugung der Senderimpulse ist notwendig, daß die Phase der Senderimpulse gegenüber den Telegraphiezeichen verstellt werden kann. Es ist besonders zweckmällig, wenn die Telegraphieimpulse etwa in der Mitte der Zeichenschritte erzeugt werden, da hierdurch Ungieichmäßigkeiten in der Teilung und in der Geschwindigkeit des Telegraphierapparates ausgeglichen werden.
Das Verfahren gemäß Abb. 3 läßt die Anwendung aller synchronen Telegraphiegeräte zu, insbesondere des Siemensschen Schnelltelegraphen sowie Multiplexgeräte, wie z. E. den Baudotapparat oder den Siemensschen Multiplexapparat.
`Fenn man mit einer maximalen Echodauer von .4 m/s rechnet (bei guten übertragungsbedingungen beträgt sie höchstens 1,5 bis 2 m/s), kann man die Zeichendauer auf 4 in/s bemessen. Auf i Sekunde entfallen dann 25o Telegraphierschritte oder 5o Zeichen, auf i Minute kommen 5oo Worte, während normalerweise im Funkbetrieb nur 8o Worte in der -Minute übertragen Werdern. Diese hohe Cbertragungsgeschwindigkeit kann nur durch Multiplexgeräte ausgenutzt werden.
Da durch das Impulsverfahren gleichzeitig die Übertragungsgüte und die Übertragungsgeschwindigkeit größenordnungsmäßig gesteigert werden, gestattet es im Kurzwellenbetrieb eine grundsätzliche Umgestaltung des reinen Postverkehrs in einen Teilnehmerverkehr, wie er zur Zeit im Leitungsbetrieb eingerichtet wird.
Damit man die Senderinipulse auch bei dem Verfahren gemäß Abb. .l in der beschriebenen Weise erzeugen kann, muß man an Stelle der -Morsezeichen besondere Zeichen auf dein Lochstreifen aufzeichnen, die aus den normalen Morsezeichen dadurch hervorgehen, daß nur der zweite oder dritte Schritt jedes .Morsestriches und mir der zweite oder dritte Schritt jeder auf einen Buchstaben folgenden Pause durch ein entsprechendes Zeichen aufgezeichnet «-erden. In Abb. 6 sind .die Zeichen für einige Buchstaben beispielsweise dargestellt. Der Buchstabenabstand wird durch einen Strich von der Dauer eines Stromschrittes aufgezeichnet, der unmittelbar an den letzten Telegraphierschritt des `Tortes angehängt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Telegraphierverfahren zur Übertragung von Nachrichten auf elektrischen, insbesondere kurzen Wellen nach Patent 713 69-a, bei dem auf der Sendeseite an Stelle von Telegraphiezeichen kurze Telegraphieimpulse ausgesandt und die Telegraphiezeichen auf der Empfangsseite aus einem kurzen Anfangsteil der empfangenen Telegraphieimpulse und aus sychron laufenden periodischen Impulsen aufgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Empfängerimpulse mittels eines örtlichen Generators zu Beginn jedes Telegraphierschrittes erzeugt «-erden und daß durch jeden vorn Sender kommenden Telegraphieimpuls jedesmal ein Empfängerimpuls in seiner Wirkung aufgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß alle am Empfänger erzeugten Impulse gleiche Richtung haben.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Sender jeder Zeichenschritt oder jeder Pausenschritt durch einen Telegraphieimpuls übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Empfängerimpulse so eingestellt wird, daß jeder empfangene Senderimpuls gleichzeitig mit einem Empfängerimpuls die Empfangskippvorrichtung steuert.
5. Verfahren nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Senderimpulse die Empfängerimpulse in ihrer Dauer und Amplitude so stark übertreffen, daß sie die Empfangskippvorrichtung z. B. stromdurchlässig machen und daß die Empfängerimpulse allein die Kippvorrichtung wieder stromlos machen.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Telegraphierschrittes etwas größer als die maximale zu beobachtende Echodauer gewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die am Empfänger erzeugten Impulse abwechselnd positiv und negativ gerichtet sind. B.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Impuls einer orzwungenen Kippschwingung durch die Impulse einer zweiten erzwungenen Kippschwingung, die von den Impulsen der ersteren gesteuert wird, in der Richtung umgekehrt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerimpulse abwechselnd eine Kippvorrichtung stromdurchlässig und stromundurchlässig machen und daß jeder der empfangenen Senderimpulse einen Empfängerimpuls oder bei stärkerem Echo auch zwei aufeinanderfolgende Empfängerimpulse unwirksam macht. io.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven und negativen Empfängerimpulse der Kippvorrichtung über zwei verschiedene Elektronenröhren zugeführt werden, die durch die empfangenen Senderimpulse gleichzeitig stark: negativ vorgespannt werden. i i.
Verfahren nach Anspruch 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Telegraphierschrittes etwas größer als die Hälfte der maximal beobachteten Echodauer gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch ? bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß am Sender an Stelle von Morsezeichen nur der zweite oder dritte Telegraphierschritt jedes langem Telegraphiezeichens und nur der iweite oder dritte Telegraphierschritt jedes Buchstabenabstandes in einem Lochstreifen gestanzt werden. ' 13.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wortabstand der :Morsezeichen durch den ersten oder zweiten Zeichenschritt unmittelbar an das vorangehende Zeichen gebildet wird. 1q..
Verfahren nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Sender z. B. mit Hilfe von erzwungenen Kippschwingungen Steuerimpulse im Abstand eines Telegraphierschrittes erzeugt und zusammen mit dem Telegraphiezeichexi (Zeichen des Fünferalphabets, des Morsealphabets oder der abgeänderten Morsezeichen nach Anspruch 12 und 13) auf eine negativ vorgespannte Elektronenröhre geschaltet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14., dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Impulse und der Telegraphiezeichen sowie die Gittervorshannung so bemessen werden, daß die Elektronenröhre nur dann durch den Impuls ausgesteuert wird, wenn das Telegraphiezeichen das Gitter positiv aussteuert, also je nach der Schaltung nur bei Zeichenstrom oder nur in der Zeichenpause.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Phase der Telegraphieimpulse gegenüber den Telegraphiezeichen verschieben kann.
17. Verfahren nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Senderimpulse ungefähr in der Mitte der Telegraphierschritte am Sender erzeugt.
18. Verfahren nach Anspruch i bis 6 und 14 bis 17, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Multiplexapparates an einem Sender und einem oder mehreren Empfängern.