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Verfahren zur Übertragung von für den Aufbau bzw. Abbau einer Fernsprechverbindung
benutzter, innerhalb des Nachrichtenbandes angeordneter Signale Bei der Belegru>g
einer Fernsprechverbindung sowie bei Beendigung eines Gesprächs müssen Zeichen übertragen
werden, mit denen die Verbindung aufgebaut und der Teilnehmer gerufen wird bzw.
mit denen die Verbindung wieder in ihre Teilabschnitte zerlegt wird. Bei kürzeren
Fernsprechverbindungen werden diese Zeichen außerhalb des Sb>rechl>andes z. 13.
mit Gleichstrom oder einer niederperiodigen Frequenz übertragen. Bei langen Fern@erl»ndungen
dagegen und insbesondere bei Vielfachträgerstromsystemev müssen die Wähluiid Rufzeichen
innerhalb des zugehörigen Sprechkanals übertragen werden. Um dies zu ermöglichen,
ist eine Umsetzung der Gleichstrom- bzw. niederperiodigen Ruf- und Wählzeichen in
den tonfrequenten Übertragungswegen erforderlich. Entsprechend müssen am Ende des
Übertragungskanals Signalempfänger vorgesehen werden, mit denen das empfangene Tonfrequenzzeichen
wieder in die ursprüngliche Lage zurückversetzt wird.
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Diese Signalempfänger müssen also dauernd, d. h. auch während der
Übertragung eines Gesprächs an den Übertragungskanal angeschaltet sein, damit sie
jederzeit für den Empfang eines Signals zur Verfügung stehen. Dies bedeutet natürlich,
d@aß besondere Schutzmaßnahmen erforderlich sind, um
zu verhüten;
däß der Empfänger auf in der Sprache vorhandene Schwingungen, die die gleiche Frequenz
wie das übertragene Tonfrequenzsignal haben können, zum Ansprechen kommt.
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Die beste bisher bekanmtgewordene Schutzmaßnahme gegen,das fälschliche
Ansprechen des Signalempfängers - auf Sprache beruht darin, daß die gleichgerichtete
Sprachenergie zur Sperrung des Empfangsrelais verwendet wird. Dabei wird in dem
zur Sperrung verwendeten Frequenzgemisch zunächst der Bereich, in dem die Signalfrequenz
übertragen wird, unterdrückt, der Rest dann gleichgerichtet und der dadurch gewonnene
Gleichstrom einer weiteren Wicklung des Empfangrelais so zugeführt, daß der durch
diesen Strom im Relais erzeugte Kraftfluß dem Kraftfluß entgegenwirkt, der aus der
Signalfrequenz unmittelbar entsteht. Wird also bei einer derartigen Schaltung nur
die Signalfrequenz allein empfangen, dann tritt die Sperre nicht in Tätigkeit. Umgekehrt
kann dagegen der Empfänger auf eine in der Sprache enthaltene Schwingung, die der
Signalfrequenz entspricht, nicht ansprechen, :da der Sperrstrom dann den Empfangsstrom
überwiegt. Da jedoch bei der Signalübertragung auch stets damit gerechnet werden
muß, da& sich auf dem Übertragungskanal irgendwelche Störungsgeräusche befinden
können, so kann die Sprachsperrung nur teilweise verwirklicht werden, denn der Empfänger
darf durch das Vorhandensein von Leitungsgeräuschen noch nicht gesperrt werden.
Das hat zur Folge, daß die Sprachsperrung auch nicht vollständig ein gelegentliches,
insbesondere kurzzeitiges Ansprechen des Rufempfängers auf Sprache verhindern kann.
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Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die° Phasenlage des ausgesandten
Tonfrequenzsignials einige Zeit nach Beginn des Signals, z. B. nach 5 bis io ms,
zu verändern und diese plötzliche Phasenänderung beim Empfänger dazu zu verwenden,
um diesen zum Ansprechen zu bringen. Gibt man nämlich die.gleiche Frequenz an zwei
Klemmenpaare eines Modulators, z. B. eines Ringmodulators, so erhält man an dem
dritten Klemmenpaar einen (Gleichstrom. Wenn nun die Phasenlage an einem der beiden
Eingangsklemmenpaare umgepolt wird, so polt sich auch der Gleichstrom um. Schaltet
man nun vor eines der beiden Eingan.gsklemmenpaare ein Netzwerk mit einer bestimmten
Laufzeit, z. 13. von io ins, so ändert sich zunächst weiter nichts, als daß der
Gleichstrom um die Laufzeit des Netzwerkes verzögert zu fließen beginnt. Polt man
nun die an den Modulator angelegte Signalspannung um, so polt sich damit auch an
einem der beiden Eingänge die Spannung sofort um, während die Spannung am anderen
Eingang infolge der verzögernden Wirkung des Laufzeitgliedes ihre Phasenlage noch
behält. Damit polt sich sofort der am dritten .Klemnienpaar :erscheinende Gleichstrom
um, und zwar so lange, bis am zweiten Eingang sich die Phasenänderung ebenfalls
bemerkbar macht. Beide Eingänge haben darin wieder gleiche Phasenlage, und der Gleichstrom
polt sich auf den Ursprungswert zurück. Diese kurzzeitige Änderung der Flußrichtung
des Gleichstroms kann dazu verwendet werden, um das Empfangsrelais zum Ansprechen
zubringen.
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Ein Phasenumkehrverfahren ist bei der Wechselstromtelegraphie bereits
bekannt. Dort werden die verschiedenen Stromzustände, Zeichen- bzw. Trennstrom,
durch verschiedene Phasenlage charakterisiert.
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Wählt man statt einer Phasenänderung von i8o° der Sendespannung eine
andere Phasendrehung, z. B. 9o°, so ergeben sich ähnliche Empfangsmöglichkeiten.
Die empfangene Signalspannung wird wiederum auf zwei Klemmenpaare eines Modulators
gegeben, wobei ebenfalls vor dem einen Modulatoreingang ein Laufzeitglied geschaltet
wird. Wenn dann nach dem Eintreffen des Signals unmittelbar an beiden Modulatoreingängen
die Wechselspannung liegt, dann erhält man am dritten Klemmenpaar einen Gleichstrom.
Dieser Gleichstrom polt sich aber hier nicht einfach um, wenn die Phasenlage des
Sendesignals um 9o° geändert wird, sondern er wird hier zu Null, und zwar so lange,
bis die Empfangsspannung die Verzögerung des Laufzeitgliedes überwunden hat. Diese
vorübergehende Unterbrechung des Gleichstroms kann bei geeigneter Bemessung des
Relaiskreises das Empfangsrelais zum Ansprechen bringen.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke sei an Hand der Abbildung
näher erläutert. Das empfangene Tonfrequenzsignalwird über den Übertrager Ü1 auf
das Steuergitter der Empfangsröhre gegeben. Im Anodenkreis wird das Signal zunächst
durch die auf Signalfrequenz abgestimmten Übertrager Ü, und Ü3 ausgesiebt. Der Resonanzverlauf
der beiden Übertrager ist dabei so gewählt, daß Ü2 ein erheblich schmaleres Frequenzband
überträgt als Ü3. Dadurch wird erreicht, daß die empfangene Signalfrequenz an dem
Klemmenpaar c-d später eintrifft als an dem Klemmenpaar a-b. Wählt man beispielsweise
die Bandbreite des Übertragers Ü. mit ioo Hz und die des Übertragers üs mit 3oo
Hz, dann trifft die Empfangsspannung an dem Klemmen a-b des Modulators um 1/soo
= 3,3 ms verzögert ein und an den Klemmen c-d nach 1/ioo = io ms. . Das Empfangsrelais
A, dessen Wicklung A, durch den Modulator gespeist wird, erhält dann also nach etwa
7 ms Strom. Dieser Strom wird so gepolt auf die AI-Wicklung gegeben, daß das Relais
durch ihn auf der Trennseite festgehalten wird. Dadurch wird erreicht, daß sich
das Relais vor der Phasenänderung der Sendespannung stets in einer definierten Lage
befindet. Unter Umständen kann es sich auch als zweckmäßig erweisen, dem A-Relais
über eine weitere Wicklung einen vom Signal unabhängigen Strom, der das Relais im
Ruhezustand auf der Trennseite festhält, zuzuführen. Die Übertrager Ü= und Ü3 können
auch durch weitere Resonanzkreise zu Filtern ergänzt werden, um eine bessere Aussiebung
des Tonfrequenzsignals aws dein eigentlichen Übertragungskanal zu gewährleisten.
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Zwischen den Übertrager (I2 und die Klemmen c-d des Modulators ist
ein Phasenschieber @p eingeschoben, um die Phasendifferenz zwischen den Klemmen
a-b und c-d auf den gewünschten Wert
korrigieren zu ki3tiiieii.
Es sei hierbei noch erwähnt, (laß ein kleiner Unterschied zwischen der Phasenlage
an den beiden Eingangsklemmenpaaren des '\lodulators sich auf die Größe des vom
Modulator abgegebenen Gleichstroms nur unwesentlich auswirkt. Wenn z. 13. bei dem
i8o°-Verfahren sich eine Phasendifferenz zwischen den beiden Eingangsklemmenpaaren
vAi 9o° einstellt, dann erhält man noch keinen Strom, der das A-Relais auf die dem
Einpfaue zugeordnete Stellung umlegen könnte. Bei einer Phasendifferenz von ± 3o°
nimmt der Gleichstrom erst um 1d °/o und hei ± 6o° erst um 50 °/o ab. Das gleiche
gilt auch, wenn man diese Ab-
weichungen auf geradzahlige Vielfache von i8o°
bezieht. 1)as empfangene Signal wird des weiteren durch den auf die Signalfrequenz
abgestimmten Übertrager (`4 ausgesiebt und gleichgerichtet. Der hierbei gewonnene
Gleichstrom erregt die Wicklung Bi des lß-Relais, welches somit auf die gesamte
Dauer des empfangenen Zeichens ansprechen kann. Der :1rl>eitskoiitakt h dieses B-Relais
bereitet die Schließung des Stromkreises für das C-Relais, das (las empfangene Signal
weitergibt, vor. Wenn nun infolge der Phasenänderung das A-Relais ebenfalls anspricht,
dann schließt dessen a-Kontakt den Stromkreis des C-Relais. Das C-Relais kommt zum
.\nsprechen und hält sich dann über einen eigenen Arbeitskontakt c, welcher parallel
zum a-Kontakt geschaltet ist. Wenn dann das A-Relais kurz darauf wieder abfällt;
so bleibt das C-Relais trotzdem weiter erregt, bis am Ende des empfangenen Zeichens
auch das B-Relais wieder abfällt und mit seinem Kontakt b den Stromkreis des C-Relais
wieder (-))ffnet. Das Abfallen des C-Relais wird zweckmäßigerweise verzögert, und
zwar um einen Betrag, der der Zeitdifferenz zwischen Beginn des Zeichens und Phasenänderung
entspricht. Auf diese Weise kann die Zeiche@nverkürzwng, die sonst entstehen würde,
wieder ausgeglichen werden. Je nach Art der verwendeten Relais ist es unter Umständen
erforderlich, einer weiteren Wicklung der Relais einen konstanten Gleichstrom zuzuführen,
der dafür sorgt, daß die Relais im Ruhezustand immer in die gleiche Lage zurückkehren.
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Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit gegen Ansprechen auf Sprache
empfiehlt es sich, das gesamte Sprachspektrum. (las über den Sprechkanal übertragen
werden kann, gleichzurichten und den daraus gewonnenen Strom zur Sperrung eines
oder mehrerer Relais zu verwenden. Zu diesem Zweck wird in der in der Abbildung
dargestellten Schaltung die gesamte möglicherweise vorkommende Energie durch den
CTbertrager L'5 aus dem Anodenkreis abgenommen und einer Gleichrichterbrücke zugeführt.
Parallel zu (@'S liegt ein auf die Signalfrequenz abgestinmiter Schwingkreis, gebildet
aus 1. und C6. Dieser Schwingkreis unterdrückt in dem Sperrstrrnnkreis (li;@ Signalfrequenz,
so daß kein Sperrstro>ni entstehen kann, wenn die Signalfrequenz allein vorhan(len
ist. Der Sperrstrom durchfließt dann eine N1'icklung des A- oder B-Relais oder beide
Relais genieinsain. t'uter CJmständen kann es sich als zweckmäßig erweisen, den
Sperrstrom auch dem C-Relais, das die empfangenen Zeichen weitergibt, zuzuführen.
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In gewissen Fällen, insbesondere wenn man das Signal mit ganz einfachen
Mitteln aussieben will, kann es möglich sein, daß die Sprechsicherheit nicht ausreichend
ist. Man kann dann die Sprechsicherheit dadurch weitersteigern, daß beim Aussenden
des Signals die Phaisenänderung mehrmals vorgenommen wird und beim Empfänger die
Weitergabe des empfangenen Zeichens erst nach einer bestimmten Wiederholung des
Phasensprungs veranlaßt wird. Will man z. B. die Weitergabe des Zeichens erst nach
dem zweiten Phasensprung veranlassen, so muß der in der Abbildung dargestellten
Schaltung ein weiteres Relais zugeordnet w=erden, in dessen Erregungsstromkreis
ein Arbeitskontakt des C-Relais liegt, der das Schließen des Stromkreises vorbereitet,
wenn das C-Relais angesprochen hat. In Reihe mit diesem c-Kontakt liegt ein Arbeitskontakt
des A-Relais, dem ein Arbeitskontakt des zu erregenden Folgerelais parallel. geschaltet
ist. Wenn dann der erste Phasensprung das A-Relais zum ersten Male erregt, so wirkt
sich dies zunächst nur bis zum C-Relais aus. Dabei wird durch das Ansprechen des
C-Relais die Erregung des Folgerelais vorbereitet. Erst das zweite Ansprechen des
A-Relais bringt das Folgerelais ebenfalls zum Ansprechen, das dann das empfangene
Zeichen so lange weitergibt, bis nach dem Abfallen des C-Relais das Folgerelais
wieder stromlos wird und ebenfalls abfällt. Voraussetzung ist hierbei natürlich,
daß das Folgerelais verzögert zum Ansprechen gebracht wird, damit es nicht bereits
anspricht, bevor nach dem ersten Phasensprung das A-Relais wieder abgefallen ist.