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Mehrfachträgerfrequenzübertragungssystem für Sprache unter Anwendung
einer zwei- oder mehrfachen Modulation, insbesondere über Kabelleitungen Es sind
Mehrfachträgerfrequenzübertragungssy steure für Sprache bekannt, die nur ein Seitenband
für die Übertragung benutzen und bei denen unter Anwendung einer zwei-oder mehrfachen
Moduhttion die einzelnen Seitenbänder (Nutzbänder) im gesamten zur Verfügung stehenden
Übertragungsbereich innerhalb einer Reihe aneinandergrenzendex Frequenzbänder (Betriebsbänder)
angeordnet sind, deren Eckfrequenzen, ganzzahlige Vielfache einer Grundfrequenz
sind. Bei derartigen Systemen ergibt sich eine weitgehende Entstörung der Übertragungskanäle,
und es wird eine verhältnismäßig dichte Folge der benutzten Seitenbänder in dem
zur Verfügung stehenden Frequenzbereich ermöglicht. So sind bei bekannten Systemen
die Zwischenräume zwischen den Seitenbändern geringer, als deren Bandbreite selbst
beträgt. Die große Störfreiheit der Übertragungskanäle- ergibt sich unter anderem
daraus, daß die Trägerfrequenzen selbst keine
Störungen verursachen,
da sie mit den Eckfrequenzen zusammenfallen. Die entstehenden Summen- und Differenzfrequenzen
der verschiedenen Trägerfrequenzen fallen dabei -wieder auf Eckfrequenzen. Für die
Störfreiheit ist es -weiterhin besonders -wichtig, daß die Differenzfrequenzen der
Energiemaxima ebenfalls in Zwischenräume hineinfallen, jedoch fallen bei der bekannten
svmmetrischen Anordnung der Nutzbänder die Summenfrequenzen der ,Energiemaxima immer
noch in Nutzbänder und können ganz empfindlich stören.
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Gemäß der Erfindung sind die Nutzbänder innerhalb der Betriebsbänder
frequenzmäßig derart verschoben, daß das am meisten störende Energiemaximum in der
Mitte des Betriebsbandes liegt. Bei genau in der Mitte der Betriebsbänder liegenden
Frequenzen zeigt sich nämlich, daß auch die Summenfrequenzen auf die Stoßstellen
zweier benachbarter Betriebsbänder (Eckfrequenzen) fallen und-daher in den Nutzbändern
keine Störungen verursachen können. Das gleiche gilt auch für einen Bereich in der
Nachbarschaft der Betriebsbandmitte, dessen Breite gleich dem Abstand der höchsten
bzw. tiefsten Nutzfrequenz von der zunächst liegenden Eckfrequenz ist.
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Bei Mehrfachträgerfrequenzübertragungssystemen für Sprache, bei denen
nur ein Seitenband für die Übertragung benutzt -wird, werden die einzelnen Seitenbänder
(Nutzbänder) bekanntlich vorteilhaft durch zwei- oder mehrfach-- Modulation innerhalb
einer Reihe aneinandergrenzender Frequenzbänder (Betriebsbänder) angeordnet, deren
Eckfrequenzen ganzzahlige Vielfache einer Grundfrequenz sind. Es ist nun bekannt,
ein aus mehreren Nachrichten bestehendes Frequenzband dadurch aufzubauen, daß zunächst
durch eine Modulationsstufe die Frequenzbänder c erschiedener N achrichten aneinandergereiht
und durch eine zweite und gegebenenfalls -weitere Modulation in ihre endgültige
Lage --ersetzt -werden.
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Die Erfindung sieht nun vor, die Nutzbänder durch Modulation zunächst
in die gleiche und darauf durch -weitere Modulation in die gelvünschte Frequenzlage
zu bringen. Insbesondere -wird für die erste Modulationsstufe eina für alle Nutzbänder
gemeinsame Trägerfrequenz verwendet. Die Trägerfrequenzen sind in bekannter Weise
so zu wählen, daß sie mit den Eckfrequenzen der Betriebsbänder zusammenfallen. Es
-werden hierdurch besondere Vorteile hinsichtlich des Filteraufwandes erreicht.
Da die Frequenzbänder der verschiedenen Nachrichten zunächst durch eine Modulation
mit einer gemeinsamen Trägerfrequenz in eine gemeinsaure Lage, z. B. um 3 hHz, verschoben
werden, können die Betriebsbänder ohne die Anwendung von Filtern übermäßiger Trennschärfe
dicht aneinandergereiht werden. Ein besonderer Vorzug ist darin zu erblicken. daß
für die erste Modulation außer einem gemeinsamen Trägergenerator auch noch gleich
aufgebaute Filter benutzt werden können. Dies ist deswegen -richtig. -weil gerade
die ersten Filter die Hauptaufgabe der Selektion zu erfüllen haben.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden durch die folgenden Ausführungen
und an Hand der Zeichnungen erläutert. Fig. t zeigt ein Frequenzschema für Nutzbänder.
die zu den Betriebsbändern unsvmmetrisclt liegen. Fig. -2 zeigt in abgekürzter Darstellung
eine Schaltungsanordnung, an der die Zwischenmodulation mit einer gemeinsamen Zwischenfrequenz
behandelt wird.
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In Fig. i ist die Breite des Betriebsbandes zu d.ooo Hz gewählt und
das Nutzband so angeordnet, daß jeweils di° iooo Hz im Sprachband entsprechenden
Frequenzen in die Mitte des Betriebsbandes (2000, (100o, io ooo Hz usw.) fallen.
Das Nutzband liegt also unsvinmetrisch innerhalb des Betriebsbandes. Es ist hierbei
angenommen, daß das etwa bei 80o Hz liegende Energiemaximum der Sprache am meisten
stören würde.
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In -welcher Weise eine Zwischenmodulation mit einer gemeinsamen Zwischenfrequenz
ausgeführt ist und -wie die Trägerfrequenzen der z-veiten Modulationsstufe gewählt
sind, ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zu ersehen, das ein Trägerfrequenzsystem
zeigt, an dem auch noch -weitere Einzelheiten erläutert -werden.
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Die Gespräche i bis 8 werden durch die Spulenleitungen Sp, bis Sps
auf einen Frequenzbereich von 23o bis 2750 IIz beschränkt und dann den Modulatoren
1I11 bis Min zugeführt. Durch eine gemeinsame Frequenz f, von 3000 Hz erfolgt
eine Zwischenmodulation, und durch die Bandfilter B" bis Bis werden die oberen Seitenhänder
der 1lodulationsprodukte ausgesiebt. Die-;e werden deri Modulatoren 1I._,1 bis Il.,
zugeleitet, denen je eine besondere Frequenz f1 bis f,; ebenfalls zugeleitet -wird.
Die Frequenzen f.,, f3, f4 sind dabei nach dem Ausführungsbeispiel gleich den Frequenzen
f5 bz-c, f. bz---. f;, d. h. es kann für je zwei Nutzbänder die gleiche
Trägerfrequenz verwendet -werden. Das eine Nutzband von den beiden genannten ist
ein g@l;eres und das andere ein unteres Seitenband dieser Trägerfrequenz. Nach dem
Beispiel sind die Trägerfrequenzen f1 bis f3 in an sich bekannter Weise Ob-rwellen
einer Grundfrequenz, und zwar hier der Zwischenfrequenz fy, und können, -wie angedeutet,
dem
Zwischenfrequenzgenerator entnommen werden. Durch. die Bandfilter
B21 bis B28 wird je ein Seitenband aus den Modulationsprodukten her ausgesiebt.
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Wie das Beispiel zeigt, besitzen die Frequenzbänder zwischen den beiden
Modulationsstufen gleiche Frequenzen. Die im Ausgang der Bandfilter B21 bis B28
erhaltenen Bänder besitzen die in der Fig. a angegebenen Werte. Die Ausgänge der
Filter sind in der aus der Fig.2 ersichtlichen Weise zu zwei Gruppen zusammengelegt,
um zu verhindern, daß Filter, welche benachbarte Frequenzbereiche, durchlassen,
miteinander verbunden sind. Jede Gruppe ist an einen besonderen Verstärker V1
bzw. V2 angeschlossen. Über einen weiteren Verstärker V3 und eine Ko:ndensato:rleitung
K wird das den Gesprächen i 1>is 8 entsprechendeÜbertragungsband auf die Leistung
L übertragen. Ein Kanal N mit dem Verstärker V" und der Spulenleitung
Spn ist für ein einfaches Niederfrequenzband vorgesehen und ebenfalls an die Leitung
L angeschlossen. Desgleichen kann ein weiterer Kanal, was im Ausführungsbeispiel
nicht gezeigt ist, angeordnet sein, der von der Zwischenmodulationsstufe abgezweigt
ist, so daß ein Übertragungsband von etwa 30 000 Hz mit insgesamt 1o Teilbändern
von je 3ooo Hz vorhanden ist.
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Durch Anwendung von besonderen Zwischenmodulationsstufen kann weiter
noch eine Verschiebung der Nutzbänder innerhalb der .Betriebsbänder erzielt werden
für den Fall de:r unsymmetrischen Lage des Energiemaximums innerhalb des Nutzbandes..
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Auf der Empfangsseite werden die ursprünglichen Frequenzen durch einen
gleichartigen Vorgang wiedergewonnen. Aus dem ankommenden Frequenzgemisch wird mit
normalen Filter ein etwas größeres Frequenzband als das jeweilige Betriebsband herausgesiebt.
Durch Zufügung der entsprechenden Trägerfrequenz entsteht u. a. ein Seitenband,
daß dem durch Zwischenmodulation auf der Sendeseite erhaltenen Frequenzband entspricht,
in den Randgebieten jedoch Teile benachbarter Frequenzen, d. h.. benachbarter Gespräche,
besitzt. Durch ein Filter mit steilen Kanten. wird jetzt der Sollbereich des Zwischenfrequenzbandes
ausgesiebt, wodurch eine einwandfreie Trennung der Gespräche erzielt ist. Durch
eine zweite Demodulation über 3ooo Hz entsprechend der Zwischenfrequenz fz der Sendeseite
wird dann das ursprüngliche Sprachband in der üblichen Weise gewonnen. Es ist leicht
zu erkennen, daß auch auf der Empfangsseite eine einmalige Demodulation an die Filter
unter Umständen schwer erfüllbare Anforderungen stellQn würde. Sinngemäß läßt sich
das beschriebene System auch für den Hin- und Rückverkehr bzw. Gegensprechverkehr
anwenden. Beispielsweise können die Kanäle i, ? und 3 nach Fig. 2 für den Verkehr
in, der einen Richtung und die Kanäle 6, 7 und 8 für den Verkehr in der Gegenrichtung
benutzt werden. Die Kanäle q. und 5 werden in an sich bekannter Weise vorteilhaft
nicht benutzt, wodurch der erhaltene Abstand zwischen den beiden Gruppenausreichend
wird, um die Gesprächsrichtungen sicher durch Filter voneinander zu trennen.
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In den Nutzbändern sind oftmals Einzelfrequenzen oder Frequenzbereiche
mit besonders großer Amplitude: zu übertragen, so z. B. für Signalzwecke, wie die
Ruffrequenz bei Tonfrequenzruf innerhalb oder a.ußerhalb@ des Sprachbereiches, die:
Synchronisierfrequenz bei Bildübertragung usw. Erfindungsgemäß werden die Nutzbänder
mit diesen darin enthaltenen besonders hervortretenden Frequenzen so, angeordnet,
daß die letzteren in die Mitten der Betriebsbänder fallen, wodurch automatisch ihre
Kombinations=frequenzen reit den Eckfrequenzen zusammengelegt werden und damit in
den Nutzbändern keine, Störungen verursachen können. So kann z. B. bei Systemen
mit 3 kHz Betriebsbandbreite zweckmäßig eine Ruffrequenz von r5oo Hz in. jedem Nutzband
verwendet werden.
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Besonders bemerkt sei noch, daß die vorliegende Erfindung vorteilhaft
sich bei Geheimhaltungssystemen anwenden läßt. Eine Verschlüsselung der Nachrichten
erfolgt bei solchen Systemen häufig durch Frequenzbandunterteilung unter Umstellung
der einzelnen Abschnitte oder Inversionen, d: h. Umkehr des ganzen Bandes oder von
Teilen desselben. Bei Anwendung derartiger Verschlüsselungsverfahren ergab sich
häufig nach der Entschlüsselung eine sehr geringe Verständlichkeit durch die Nichtlinearitäten
der Übertragung. Nach der Erfindung werden solche Nachteile vermieden durch entsprechende
Auswahl der Geheimhaltungsmethoden unter Berücksichtigung der Lage des Energiemaximums,
d. h. nach wie vor soll ein Maximum der Energie in die Mitte eines Betriebsbandes
fallen.