DE809822C

DE809822C - Einrichtung zum Empfangen von durch Impulse modulierten Traegerwellen

Info

Publication number: DE809822C
Application number: DEP25634D
Authority: DE
Inventors: Klaas Posthumus
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1945-03-15
Filing date: 1948-12-21
Publication date: 1951-08-02
Also published as: BE458361A; CH255270A; GB609597A; FR1040624A; BE501695A; NL82248C; FR923796A; US2507176A

Description

(WlGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. AUGUST 1951

p 25634 VIII a/ 21 a* D

ist als Erfinder genannt worden

Es ist bekannt, zur Übertragung von Signalen eine durch Impulse modulierte Trägerschwingung zu verwenden, bei der Impulse konstanter Amplitude das zu übertragende Signal kennzeichnen.

Um bei einem System mit Impulsfrequenzmodulation, bei dem sich also die momentane Wiederholungsfrequenz der ausgesandten Impulse von untereinander gleicher Dauer mit der modulierenden Spannung ändert, ein Signal mit einer Höchstfrequenz z. B. von io ooo Hz mit veränderlicher Amplitude zu übertragen, ist es üblich, dafür zu sorgen, daß je Periode der höchsten Signalfrequenz etwa io Impulse ausgesandt werden. Die Grundfrequenz der Impulse beträgt in diesem Fall ioo ooo Hz. Die Störungsfreiheit des Übertragungssystems ist bekanntlich um so größer, je mehr sich die Impulse der Rechteckform nähern; bezüglich dieser Annäherung wird es im allgemeinen für erforderlich erachtet, eine große Anzahl von Harmonischen der Grundfrequenz der Impulse mitzuübertragen. Vielfach werden die höheren Harmonischen bis einschließlich der zehnten übertragen, so daß die höchste zu übertragende Frequenz io^e Hz wird.

Die zur Übertragung erforderliche Gesamtbandbreite ist 2 · io⁶ Hz und somit sehr groß im Vergleich zu derjenigen anderer Systeme, wie z. B. bei Anwendung von Frequenzmodulation, bei denen zur Übertragung eines Signals von io ooo Hz eine für viele Zwecke hinreichende Störbefreiung bei einer Bandbreite von 2 · io^B Hz erreicht wird. Es wurde festgestellt, daß die Störungsfreiheit bei Impulsmodulation bedeutend größer ist als die mittels Frequenzmodulation mit einer Bandbreite von 2 · 10^s Hz erzielbare. Ein Nachteil der Anwendung von Impulsmodulation bildet aber die sehr große Bandbreite, die nicht immer erwünscht oder sogar möglich ist.

Ähnliche Erwägungen gelten beim Vergleich von Frequenzmodulation mit Impulsphasenmodulation,

bei der die Phase von mit konstanter Wiederholungsfrequenz ausgesandten Impulsen das zu übertragende Signal kennzeichnet.

Nach dem oben Geschilderten würde man erwarten, daß es möglich sein muß, bei Anwendung von Impulsmodulation, mit einer entsprechend der für Frequenzmodulation üblichen Bandbreite, eine Störbefreiung zu erzielen, die etwa derjenigen für Frequenzmodulation entspricht. Alsdann würde bei Impulsmodulation beim gegebenen Zahlenbeispiel im wesentlichen nur die Grundfrequenz der Impulse übertragen, wofür eine Bandbreite von 2 · io⁵ Hz ausreicht.

Es wurde aber festgestellt, daß bei Verwendung einer Empfangseinrichtung für Impulsmodulation, die eine zum Empfangen von Frequenzmodulation übliche Bandbreite von etwa 2 · io⁸ Hz hat, keine zufriedenstellende Wiedergabe der übertragenen Signale erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dies der geringen Dämpfung der im Empfänger vorhandenen, auf die modulierte Trägerwelle abgestimmten Schwingungskreise zuzuschreiben ist, wodurch jeder eingehende Trägerwellenimpuls einen Einschwingvorgang von verhältnismäßig längerer Dauer veranlaßt.

In diesem Zusammenhange sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, daß beim Empfang von durch Morsesignale modulierten Trägerwellen Einschwingvorgänge in scharf selektiven Kreisen eine unbefriedigende Wiedergabe der empfangenen Signale herbeiführen können. Um diesen Nachteilen beizukommen, ist vorgeschlagen worden, zur Dämpfung der in den Empfängerkreisen auftretenden Einschwingvorgänge sofort nach Beendigung eines Trägerwellenimpulses die Trägerwelle während kurzer Zeit in Gegenphase auszusenden. Diese Lösung der Aufgabe ist aber in mancher Beziehung schwierig, u. a. wegen der erhöhten Senderbelastung und der Notwendigkeit, den Sender und den Empfänger genau aneinander anzupassen.

Die Erfindung wählt einen anderen Weg zur Behebung der erwähnten Nachteile in Impulsmodulationssystemen, wobei die Mittel dazu auf der Empfangsseite liegen.

Um die bei Verwendung eines in der Empfangskaskade liegenden, auf die modulierte Trägerwelle abgestimmten Schwingungskreises von den Einschwingvorgängen herbeigeführten Nachteile zu vermeiden, wird nach der Erfindung parallel zu diesem Schwingungskreis ein veränderlicher Dämpfungswiderstand geschaltet, der derart entsprechend den empfangenen Impulsen gesteuert wird, daß jeweils nach dem Auftreten eines empfangenen Impulses die Dämpfung des Schwingungskreises für eine kurze Zeitspanne vergrößert wird.

Wenn jetzt für die Bandbreite eines solchen Schwingungskreises z. B. 2 · io⁵ Hz gewählt wird, werden die nach jedem empfangenen Impuls auftretenden Einschwingvorgänge in verhältnismäßig kurzer Zeit derart gedämpft, daß durch sie bedingte Störungen nicht mehr auftreten. Alsdann zeigt es sich, daß auch bei Anwendung einer solchen geringen Bandbreite die bei Impulsmodulation erzielte Störungsfreiheit der bei Frequenzmodulation mit gleicher Bandbreite erzielten Störbefreiung entspricht. '

Es sei darauf hingewiesen, daß ein derartiger Empfänger mit geringer Bandbreite auch zum Empfang von Impulsmodulation verwendbar ist, bei der mit einer größeren Bandbreite gesendet wird und daher neben der Grundfrequenz der Impulse auch höhere Harmonische z. B. bis einschließlich der zehnten Harmonischen ausgesandt werden. Da aber im Empfänger diese für eine richtige Wiedergabe des übertragenen Signals an sich nicht wesentlichen höheren Harmonischen unterdrückt werden, wird in diesem Fall nicht die der großen Bandbreite auf der Sendeseite entsprechende Störbefreiung, sondern nur eine Störbefreiung erzielt, die der verhältnismäßig geringen Bandbreite auf der Empfangsseite entspricht. Diesem Störbefreiungsverlust steht aber der Vorzug gegenüber, daß durch die geringere Bandbreite des Empfängers bei gleicher Empfindlichkeit eine kleinere Anzahl von Verstärkerstufen ausreicht, als bei einem Empfänger mit großer Bandbreite.

Bei Verwendung eines Impulserneuerers, der über eine Schwelleneinrichtung von den empfangenen Impulsen gesteuert wird, entsteht gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine besonders geeignete Empfangsanordnung, wenn der Dämpfungswiderstand von einer als Impulsgenerator geschalteten und normalerweise gesperrten, vorzugsweise gasgefüllten Entladungsröhre gebildet wird, die beim Auftreten eines empfangenen Impulses gezündet wird und dann einen sogenannten erneuten Impuls erzeugt, dessen Dauer und Amplitude von dem empfangenen Impuls unabhängig sind.

Eine nähere Erläuterung folgt an Hand der Zeichnung, die eine Ausführungsform eines derartigen Empfängers für Impulsfrequenzmodulation schematisch darstellt.

Die in einer Antenne 1 empfangenen Schwingungen werden einer Mischröhre 2 zugeführt". Der örtliche Oszillator ist mit 3 bezeichnet. Die im Ausgangskreis der Mischröhre - auftretende modulierte Zwischenfrequenzträgerschwingung wird einem Zwischenfrequenzverstärker zugeführt, der eine Entladungsröhre 4 und zwei auf die zwischenfrequente Trägerschwingung abgestimmte Schwingungskreise 5 und 6 enthält. Diese Kreise sind so wenig gedämpft, daß jeder empfangene Impuls zu einem Einschwing-Vorgang von verhältnismäßig längerer Dauer führt. Weiter ist in der Empfangskaskade ein Detektor 7 enthalten, mit dem den modulierten Zwischenfrequenzschwingungen die übertragenen Impulse entnommen werden, deren Anzahl je Zeiteinheit vom Augenblickwert der Amplitude des empfangenen Signals abhängig ist. Um eine möglichst große Störbefreiung zu erzielen, ist der Detektor 7 zweckmäßig derart ausgebildet, daß nur diejenigen Impulse im Ausgangskreis auftreten, deren Amplitude einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Eine von der Größe und der Form der Impulse im Ausgangskreis des Detektors unabhängige Wiedergabe entsteht dadurch, daß die Impulse über einen als Impulserneuerer geschalteten Impulsgenerator einer Wiedergabevorrichtung 12 zugeführt werden. Bei der dargestellten Ausführungs-

form enthält der Impulserneuerer eine normal gesperrte, gittergesteuerte und gasgefüllte Röhre 8, deren Gitter die demodulierten Impulse zugeführt werden. Der Anodenkreis enthält einen Widerstand 9, über den der Anode eine hohe positive Spannung zugeführt wird. Die Kathodenleitung enthält einen Widerstand 10.

Die Wirkungsweise dieses Impulserneuerers ist wie folgt: Beim Auftreten eines Impulses mit positiver Polarität am Gitter der Röhre 8 wird diese Röhre leitend, wodurch ein Strom über den Widerstand 10 fließt. Nach der Zündung fällt jedoch die Anodenspannung der Röhre ab, so daß diese kurz nach der Zündung erlischt. Der Kathodenwiderstand 10 wird somit von einem Stromimpuls durchflossen, dessen Form und Größe nur von der Bemessung der Elemente des Impulserneuerers abhängig sind. Die Impulse über den Kathodenwiderstand 10 sind somit im Wesen unabhängig von Störungen, welche die Form und co Größe der empfangenen Impulse beeinflussen. Die Anzahl Impulse je Zeiteinheit wird jedoch von den der Röhre 8 zugeführten Impulsen bestimmt.

Die so entstandenen neuen Impulse werden über eine Vorrichtung 11, in der sie mittels eines Tiefpaßfilters summiert werden, einer Wiedergabevorrichtung, ζ. Β. einem Lautsprecher 12, zugeführt.

Bei -der soweit beschriebenen Einrichtung veranlaßt jeder eingehende Impuls in den Schwingungskreisen 5 und 6 einen Einschwingvorgang von verhältnismäßig längerer Dauer. Die Form der dem Detektor 7 entnommenen Impulse entspricht der Umhüllenden der im Kreis 6 auftretenden Schwingungen. Bei Überschreiten eines gewissen Schwellenwerts, der, wie bereits gesagt, vergrößerte Störbefreiung der Einrichtung bezweckt, wird die Impulserneuererröhre 8 gezündet, wodurch ein erneuter Impuls über den Widerstand 10 auftritt. Etwas später, entsprechend der Zeitkonstante des Impulserneuerers, ist die Röhre 8 wieder in den Ausgangszustand zurückgekehrt. Infolge der Einschwingvorgänge in den Schwingungskreisen 5 und 6 bei geringer Bandbreite und also geringer Dämpfung dieser Kreise kommt es vor, daß die dem Detektor 7 entnommene Spannung im letztgenannten Augenblick noch einen solchen Wert hat, daß der Impulserneuerer in der Zeit zwischen zwei empfangenen Impulsen aufs neue und also nicht durch Veranlassung eines empfangenen Impulses tätig wird, wodurch das empfangene Signal falsch wiedergegeben wird. Falsche Wiedergabe des empfangenen Signals wird dadurch vermieden, daß Maßnahmen getroffen sind, um die verhältnismäßig lange Aufschaukelzeit der Schwingungskreise 5 und 6 zu beschränken, indem der Dämpfungswiderstand dieser Schwingungskreise nach Auftreten eines empfangenen Impulses für eine kurze Zeitspanne vergrößert wird.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Maßnahme nach der Erfindung besteht darin, daß parallel zu den Schwingungskreisen 5 und 6 eine als Impulserneuerer wirksame gittergesteuerte, gasgefüllte Röhre geschaltet ist, und zwar durch kapazitive Kopplung der Anodenkreise dieser Röhre mit dem betreffenden Schwingungskreis. Die parallel zu den Schwingungskreisen 5 und 6 geschalteten Röhren, d. h. die Röhre 8 und eine Röhre 13, haben parallelgeschaltete Steuergitterkreise und getrennte Anodenwiderstände, was wichtig ist, um eine unerwünschte Kopplung der Schwingungskreise 5 und 6, die auf verschiedenen Verstärkungspegeln liegen, zu verhüten. Die erneuten Impulse werden dem gemeinsamen Kathodenwiderstand 10 entnommen.

Wenn ein eingehender Impuls die Kreise 5 und 6 ί anstößt, tritt am Ausgangskreis des Detektors 7 eine die Impulserneuererröhren 8 und 13 zündende Spannung auf, wodurch am Widerstand 10 ein erneuter Impuls entsteht. Die parallel zu den Schwingungskreisen 5 und 6 liegenden Anoden-Kathoden-Entladungsstrecken der Röhren 8 und 13 bilden; wenn die Röhren 8 und 13 leitend sind, praktisch Kurzschlüsse für die Zwischen frequenzschwingungskreise 5 und 6; hierdurch wird verhütet, daß die dem Detektor 7 entnommene Spannung verhältnismäßig lange nach dem Auftreten eines empfangenen Impulses noch einen derartigen Wert hat, daß der Impulserneuerer aufs neue, und zwar nicht angeregt durch einen folgenden empfangenen Impuls anspricht.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Empfangen von durch ein zu übertragendes Signal kennzeichnende Impulse modulierten Trägerwellen, bei der die Empfangskaskade wenigstens einen auf die modulierte Trägerwelle oder eine von ihr abgeleitete Zwischenfrequenzwelle abgestimmten Schwingungskreis enthält, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu diesem Schwingungskreis ein veränderlicher Dämpfungswiderstand geschaltet ist, der derart von den empfangenen Impulsen gesteuert wird, daß jeweils nach dem Auftreten eines empfangenen Impulses die Dämpfung des Schwingungskreises für eine kurze Zeitspanne vergrößert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die empfangenen Impulse, zweckmäßig über eine Schwelleneinrichtung, einen Impulserneuerer steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungswiderstand von einer normalerweise gesperrten, vorzugsweise gasgefüllten Entladungsröhre gebildet wird, die beim Auftreten eines erneuten Impulses freigegeben wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Empfangskaskade mehrere, auf verschiedenen Verstärkungspegeln liegende abgestimmte Schwingungskreise enthält, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jenem der periodisch zu dämpfenden Schwingungskreise eine als Impulserneuerer wirkende, gittergesteuerte Entladungsröhre geschaltet ist durch Kopplung der Anodenkreise dieser Röhren mit den betreffenden Schwingungskreisen, wobei die Impulserneuererröhren parallelgeschaltete Steuergitterkreise und getrennte Anodenwiderstände haben und die erneuten Impulse einem gemeinsamen Kathodenwiderstand entnommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 929 7.