DE838324C - Einrichtung zur Umwandlung der Amplitudenwerte in Code-Impulsgruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung l>ezieht sich auf die Verbesserung von Xachrichtenübertragungssystemen für die Übertragung von nicht sinusförmigen Wellen von (k'r Art, wie man sie bei Sprache, Musik, Ton, mechanischen Schwingungen, Bildübertragung, Fernsehen und Telegraphic antrifft.

Es sind Nachrichtensysteme bekannt, bei welchen nicht sinusförmige Wellen mit hoher Wiedergabetreue ϋ1κ?Γ einen elektrischen Ül>ertragungsweg in der Weise übertragen werden, daß die Störamplitude gegenüber der empfangenen Signalamplitude wesentlich kleiner ist als bei einem Verfahren, l>ei dem die Welle unmittelbar auf einen Träger moduliert wird. Solche Vorteile erhält man, indem man die Amplitude der zu ül>ertragenden nicht sinusförmigen Welle in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten mit Hilfe von Codegruppen-Impulsen darstellt. Diese Impuls-Codegruppen werden dann übertragen, und auf der Empfangsstation sind Mittel vorgesehen, mit denen man die nicht sinusförmigen Wellen aus den übertragenen Codegruppen zurückgewinnt.

Der Zweck der Erfindung ist die Verbesserung eines Nachrichtensystems für die Übertragung von nicht sinusförmigen Wellen, bei welchem Impuls- a$ Codegruppen zur Übertragung von Nachrichten über den Ubertragungs.weg verwendet werden.

Zur Verwirklichung dieses Zwecks wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auf der Sendeseite der Elektronenstrahl einer Kathodenstrahl-

röhre in einer Richtung um einen Betrag, welcher eine Funktion der Augeriblicksamplitude des zu übertragenden Signals ist, abgelenkt und bei der Entnahme der Augenblicksamplitude unter dem Einfluß einer Kippschwingunig im rechten Winkel zu dieser Ablenkrichtung verschwenkt wird, wobei die Bewegungen des Strahls über ein Codeelement erfolgen, so daß für alle Augenblicksamplituden kennzeichnende Gruppen von Impulsen gebildet

ίο werden; diese Impulsgruppen dienen auf der Empfangsseite zur Herstellung von Einzelimpulsen, deren Amplitude der Augenblicksamplitude des Signals proportional ist und die für den Wiederaufbau der Signalwelle bestimmt sind.

Für die Zwecke der Erfindung ist es vorteilhaft, eine feste Anzahl von Impulsen oder Impulsabständen zu verwenden, wie es bei Code-Impulsgruppen-Modulationissystemen an sich bekannt ist, wobei die Impulse jeder Gruppe jeweils einer von zwei

ao verschiedenen Impulsarten (Ein und Aus) angehören, derart, daß jeder Impuls einem binären Zahlensystem zugeordnet ist, wobei die eine Art von Impulsen die Zahl o, die andere die Zahl 1 darstellt.

Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf eine Stromschrittkreisariordnung, mit der man eine nicht sinusförmige Welle in schnell aufeinanderfolgenden Zeitintervallen auflöst und damit Code-Werte-Stromschritte aufstellt. Weitere Merkmale beziehen sich auf die Übertragung der codierten Nachricht an einen entfernten Punkt und auf Mittel zum Empfang der solchermaßen übertragenen Nachricht, ihrer Decodierung und weiteren Aussendung, wobei wieder eine Wellenform entsteht, die mit großer Annäherung die ursprüngliche nicht sinusförmige Welle wiedergibt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Steuerimpulsen in gleichen Zeitabständen mit einer relativ hohen Impulswiederkehrfrequenz. Jeder Impuls wird von einer Schwingkreisanordnung zugeführt, die eine Augenblicksamplitude von der zu übertragenden nicht sinusförmigen Welle nimmt und eine Spannung speichert, die gleich oder proportional der Augenblicksamplitude der nicht sinusförmigen Welle ist. Diese Augenlblicksamplitudenspannung wird einem Ablenkplattenpaar, beispielsweise den vertikalen Platten einer Kathodenstrahlröhre, zugeführt und lenkt den Kathodenstrahl um einen Betrag ab, der proportional der Augenblicksspannung ist. Zur gleichen Zeit, in der der Augenblicksamplitudenwert an den vertikalen Elektroden vorhanden ist, wird eine zeitproportionale horizontale Ablenkung des Elektronenstrahls über die Schirmfläche der Elektronenstrahlröhre bewirkt. Die Röhre ist mit einer Maske ausgestattet, die über ihre Schirmfläche gelegt sein kann und Durchlöcherungen aufweist dergestalt, daß beim Schwenken des Strahls ül>er den üblichen Fluoreszenzschirm von diesem Licht ausgeht, welches durch die Durchlöcherunigen übertragen wird und Ein- oder Aus-Impulse des Lichts ergilbt.

Die vorerwähnte Maske ist mit einer Mehrzahl von waagerechten Reihen von Durchlöcherungen, die übereinander angeordnet sind, ausgestattet. Die Durchlöcherungen in jeder der waagerechten Reihen bestimmen die Lichtimpulse, die durch die Maske hindurchgehen, wenn der Elektronenstrahl auf diese Reihe fällt. Wenn der Elektronenstrahl über ein Loch gleitet, geht Licht durch die Maske und bildet einen Ein-Impuls. Wenn der Elektronenstrahl hinter der Maske verläuft, wird kein Licht durch sie übertragen; es wird daher ein Aus-Impuls gebildet.

Gemäß einer vereinfachten Anordnung nach, der Erfindung ist die Maske mit Durchlöcherungen in den einzelnen Reihen ausgestattet, die den Impulsen entsprechen, die als ähnlich oder äquivalent den Dualzahlen betrachtet werden können, welche die Arhplitude des Augenblickswertes darstellen. Bei der verwendeten besonders ausgebildeten Maske stellen die Durchlöcherungen die Einser dar, während die undurchsichtigen Teile der Maske in jeder Reihe die Nullen der entsprechenden Dualzahlen darstellen. Selbstverständlich kann die Maske auch so ausgebildet sein, daß die Durchlöcherungen die Nullen darstellen und die undurchsichtigen Teile die Einser. Außerdem werden gemäß der vereinfachten Anordnung die Impulse, die die niedrigste Klasse der Dualzahlen darstellen, zuerst übertragen und dann nacheinander die Impulse, die die Einheiten der nachfolgend höheren Klasse darstellen. In jedem Fall können die Ein- und Aus-Impulse des Lichts, welche durch die Maske hervorgerufen werden, dann in irgendeiner beliebigen Weise verwendet werden, um eine entsprechende Codegruppe von Ein- und Aue-Stromimpulsen zu erzeugen, die dann nach einem entfernten Punkt übertragen werden. Im besonderen Fall wird bei einer Ausführungsform der Erfindung eine Linse verwendet, um ein Bild des Schirme der Kathodenstrahlröhre auf einer photoelektrischen Zelle hervorzurufen. Der Ausgang dieser Röhre kann dann in einem gewünschten Ausmaß verstärkt und über einen geeigneten Übertragungsweg direkt übertragen werden, oder er kann zur Modulierung eines Trägerfrequenzistroms verwendet werden, beispielsweise durch Ein- oder Ausschalten eines Funk senders.

Auf der Empfangsstelle werden, wenn nötwendig nach Gleichrichtung, die Impulsgruppen, je eine Gruppe für jede Augenblicksamplitude, einem Kondensatorkreis mit logarithmischem Abfall eingeprägt, welcher für jede Impulsgruppe eine Spannung aufbaut, die der beim Sender genommenen Augenblioksamplitude entspricht. Diese Kondensatorladung kann direkt benutzt oder einem Verstärker zugeführt werden, der aufgetastet ist oder nur in den Zeitpunkten wirksam wird, die genau auf das Ende der übertragenen Impulsgruppe folgt, die die Größe einer Augenblicksamplitude darstellt.

Wenn die vereinfachte Maske beim Sender verwendet wind, kann der Ausgang des aufgetasteten Verstärkers über ein geeignetes Tiefpaßfilter ge- i»5 führt werden, welches die höheren Frequenz-

komponenten dieser Impulse wirksam unterdrückt, mit dem Ergebnis, daß am Ausgang dieses Filters eine Wellenform entsteht, welche im wesentlichen dieselbe ist wie diejenige der nicht sinusförmigen Welle auf der Sendestation.

Zum besseren Verständnis des oben Geschilderten sowie der zusätzlichen Merkmale der Erfindung sollen die nachstehende Beschreibung und die Zeichnungen dienen.

ίο Fig. ι zeigt ein Schaltbild mit den für die Ausführung der Erfindung wesentlichen Elementen an der Sendestelle eines Nachrichtenübertragungssystems;

, Fig. 2 zeigt eine weitere Einzelheit des Wesens

der Maske, welche für die Codierung der Augenblicksamplituden in Dual-Codegruppen bei dem vereinfachten obenerwähnten System benutzt wird; Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Empfängers, welcher zur Aufnahme übertragener Nachrichten

ao verwendet werden kann, wenn Dual-Codegruppen benutzt werden;

Fig. 4 ist eine Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängerkreises, und

Fig. 5 stellt eine Modifikation gewisser Teile des Sendegeräts der Fig. r dar.

Um die Beschreibung und das Verständnis des die Erfindung verkörpernden Beispielsystems zu erleichtern, soll das vereinfachte System zuerst beschrieben werden. Da außerdem die verschiedenen Vorgänge im System durch einen Steuerimpulsgenerator eingeleitet und gesteuert werden, wird das Verständnis für die Wirkungsweise des in der Zeichnung gezeigten Beispielsystems besser erreicht, wenn die Wirkungsweise dieses Generators zuerst l>eschrieben wird.

Die Fig. r zeigt einen Kippgenerator mit einer Gasröhre 10 und den Stromkreiselementen. Dieser Kippgenerator ist von einer an sich bekannten Form und schließt einen Widerstand 11 ein, über den ein Kondensator 12 aufgeladen werden kann. Unter der Voraussetzung¹, daß der Kondensator 12 ursprünglich im entladenen Zustand ist, wird er beim Schließen des' Kreises mit einem Wert aufgeladen, der durch den Widerstand 11 bestimmt wird. Wenn das Potential des Kondensators und der Anode der Röhre auf einen Zündwert steigt, wird der Kondensator plötzlich über die Röhre und den Widerstand 14 entladen. Die Entladung ist von kurzer Dauer und bewirkt einen scharfen positiven impuls über den Widerstand 14. Die Dauer dieses Impulses und das Zeitintervall, nach dem ein gleicher Impuls folgt, können völlig gesteuert werden durch Veränderung der Parameter des Kreises, beispielsweise durch Veränderung der Werte der EIemente 11, 12, 14, und durch Veränderung der Spannungen oder Potentiale, die der Röhre 10 zugeführt werden, wie z. B. des Potentials des Gitters der Röhre 10, wie es durch das Potentiometer 15 bestimmt wird. Bei jeder beliebigen der verschiedenen Ausführungsformen von Oszillatorkreisen, die zur Erzeugung der Steuerimpulse benutzt werden, ist der gezeigte Kippgenerator einfach und ausreichend.

Der bei 14 gebildete positive Impuls wird nun benutzt zur Steuerung der Ausstrahlung von Zeitgäbe- und Steuerimpulsen für verschiedene Teile des Kreises. Im besonderen wird der Impuls direkt auf das Gitter der Triode 20 übertragen, wodurch ein ähnlicher positiver Impuls über den Kathodenwiderstand 22 erzeugt wird, der in der im nachstehenden beschriebenen Weise verwendet wird. Die Ladung des Kondensators 12 erhöht das Potential des Punktes 17 schrittweise; nach einer logarithmischen oder exponentiellen Kurve und bei geeigneter Bemessung des Kapazität« wertes des Kondensators 12, des Wertes des Widerstandes 11 und der Spannung der Batterie 18 kann das Ansteigen ^s des Potentials im Punkt 17 im wesentlichen linear über den wesentlichen Arbeitsbereich gemacht werden. Dieses Potential wird dem Gitter der Röhre 30 zugeführt, wo es über den Kathodenwiderstand 32 zu einem ähnlichen Ansteigen der Spannung in Sägezahnform führt, wie sie in üblicher und vorteilhafter Weise für die Ablenkschaltung vieler bekannter Oszilloskopkreise benutzt wird und hier in einer im nachstehenden beschriebenen Weise Anwendung findet.

Selbstverständlich kann jede andere Form der vielen bekannten Anordnungen für die Erzeugung von im wesentlichen linearen Sägezahnwellenformen benutzt werden, die für Kathodemstrahlablenkungen geeignet sind, statt der gezeigten beispielsweisen Anordnung, wenn dies für wünschenswert erachtet wird.

Die Parameter des Kippgenerators können so bemessen werden, daß Impulse über den Widerstand 14 mit jeder beliebigen gewünschten Frequenz oder VViederkehrfolge entstehen, wobei dies gewöhnlich die Frequenz ist, mit der die nicht sinusförmige Welle aufgelöst wird. Entsprechend dem Zweck der Erfindung nimmt man Heber eine Kippfrequenz, die höher ist als der höchste Frequenzanteil in der zu übertragenden nicht sinusförmigen Welle. Genauer gesagt ist es wünschenswert, eine solche Kippfrequenz zu halben, daß mindestens zwei Kippschwingungen je Periode des höchsten Frequenzanteils der nicht sinusförmigen Welle in Frage kommen. Wenn z. B. diese Welle eine Sprachwelle sein soll und man alle Komponenten bis herauf zu 4000 Hz übertragen will, dann würde ein geeigneter Wert für die Kippgeneratorfrequenz 8000 Hz sein, obgleich l>ei Bedarf auch ein höherer Wert genommen werden kann.

Im oberen Teil der Fig. 1 sind eine Signalquelle der zu übertragenden Welle, beispielsweise ein Mikrophon M. und ein Endgerät 40 gezeigt, dessen Ausgang eine nicht sinusförmige Welle liefert, von der ein kleiner Teil bei 41 gezeigt ist. Nach geeigneter Verstärkung und Übertragung durch den Transformator 42 kann die Welle dem Eingangs- iao kreis eines Verstärkers aufgedrückt werden, der eine Vakuumröhre 44 in Kathodenfolgeschaltung enthält. Im Punkt P entstehen dann Potentialveränderungen in Übereinstimmung mit der Signalwelle, und die Augenblickswerte dieses Potentials 1*5 sollen einem Speicherkondensator 46 zugeführt

werden. Zu diesem Zweck ist ein Kreis, bestehend aus den Röhren 51 und 52, die gegeneinandergeschaltet sind, wobei die Eingangskreise beider durch die Sekundärwicklungen 53 unid 54 des Transformators 55 der Wirkung eines positiven Impulses von der Vakuumröhre 20 unterworfen sind. Während der Dauer dieses kurzen positiven Impulses werden die Röhren 51 und 52 leitend dergestalt, daß das Potential über dem Kondensator 46 gleich dem im Punkt P zur Zeit des Impulses bestehenden wird, unabhängig davon, ob ursprünglich das Kondensatorpotential über oder unter dem von Punkt P war. Zwischen den Steuerimpulsen von der Röhre 20 bleibt das Potential über dem Kondensator 46 im wesentlichen unverändert. Die Röhren 51 und 52 und ihre zugehörigen Kreise und Geräte werden zuweilen als Begrenzerkreis bezeichnet.

Nach geeigneter Verstärkung wird das Potential auf dem Kondensator 46 dazu verwendet, den Strahl einer Kathodenstrahlröhre 60 abzulenken. Für diesen Zweck sind viele bekannte Kreisanordnungen geeignet. In der Zeichnung wird das Potential über dem Kondensator 46 dem Gitter der inKathodenfolgeschaltung gekoppelten Vakuumröhre 56 zugeführt,

as und die Ausgangsspannung über dem Kathodenwiderstand 57 wird dann auf den Verstärker 58 ül>ertraigen. Die Ausgangsspannung des Verstärkers kann dann zur senkrechten Ablenkung des Elektronenstrahls in der Kathodenstrahlröhre verwendet werden.

Die Kathodenstrahlröhre und der zugehörige Kreis können irgendeine der bekannten, im allgemeinen als Oszilloskope bezeichneten Formen haben und entweder mit elektrostatischer oder magnetischer Ablenkung arbeiten. In der Zeichnung ist ein mit elektrostatischer Ablenkung arbeitendes System gezeigt, das den Sägezahnimpuls von der Vakuumröhre 30 über einen Verstärker 73 und ein Verzögerungsnetzwerk 72 empfingt, der in einer linearen Ablenkschaltung zur Ablenkung des Elektronenstrahls in horizontaler Richtung benutzt wird. Der der Kathodenstrahlröhre zugehörige Kreis ist in vereinfachter Form gezeigt und schließt die erforderliche Spannungsquelle B ein mit An-Ordnungen, um geeignete Spannungen auf die Kathode, das Steuengitter und die Anoden zu bringen.

Vor dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ]yerindet sich eine Linse 65, die so angeordnet ist, daß sie ein Bild des Kathodenstrahlschirmes auf der empfindlichen Schicht 67 einer photoelektrischen Zelle 66 erzeugt. Über der Oberfläche des Oszilloskops, entweder innerhalb oder außerhalb der Röhre, zweckmäßigerweise jedoch außerhalb, ist eine Maske angeordnet. Eine zur Verwendung in der vereinfachten Anordnung geeignete Maske ist mit weiteren Einzelheiten in der Fig. 2 gezeigt. Die Maske enthält waagerechte Gruppen von Durchlöcherungen, die den Zahlen der Dualskala entsprechen, wobei die senkrechte Stellung jeder Gruppe durch die dadurch dargestellte Dualzahl bestimmt wird, was aus der Betrachtung der in der Zeichnung dargestellten Maske in Verbindung mit der rechts von der Maske in Fig. 2 gegebener» Dualzahlskala hervorgeht. Zur Veranschaulichung ist eine vierteilige Zahlenskala gezeigt, die, wie ersichtlich, die Erfassung von sechzehn verschiedenen Amplituden gestattet. Eine fünfteilige Zahlenskala gestattet die Erfassung von zweiunddreißig verschiedenen Amplituden usw. Bei jedem Stronv schritt wird der Elektronenstrahl des Oszilloskops in senkrechter Richtung abgelenkt um einen Betrag, der proportional ist der Augenblicksamplitude und. damit der Spannung an dem Kondensator 46, und unmittelbar darauf, während die senkrechte Ablenkung durch den obenerwähnten Begrenzerkreis erhalten bleibt, "wird das Oszilloskop in der waagerechten Richtung abgelenkt. Zweckmäßigerweise und aus Gründen, die sich im Zusammenhang mit dem Empfänger ergeben werden, erfolgt die horizontale Ablenkung von rechts nach links über die Maske, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn daher z. B. die Augenblicksamplitude den Wert Null hätte, würde sich der durch den Elektronenstrahl hervorgerufene Leuchtfleck waagerecht über · die oberste Reihe der Dualzahlskala der Maske bewegen, die, wie ersichtlich, keine Löcher enthält, so daß kein Licht durch die Maske auf den Schirm des Oszilloskops fällt. Wenn die Augenblicksamplitude der Dualzahl 1 zugeordnet ist, dann wird der Leucht- <J& fleck sich waagerecht über die zweite Reihe von oben in der durchlöcherten Maske bewegen, so daß das Licht in den Löchern entsprechend der ersten Klasse erscheint, wobei die Ablenkung in diesem Fall in der Fig. 2 von rechts nach links läuft. Bei' anderen Amplituden läuft der Leuchtfleck über die weiter unten liegenden Reihen der Maske und liefert Codegruppen von Lichtimpulsen, die sich in Übereinstimmung mit den Einsern und Nullen der Dualskala befinden. Wenn daher die Signalamplitude 11 ist, wird die Ablenkung von rechts nach links über die zwölfte Reihe gehen, welche die Codegruppe 1101 gibt, was in umgekehrter Richtung gelesen der Dualzahl 1011 entspricht.

Die auf die Photozelle fallenden Lichtimpülse wurden dann in deren Stromkreis Stromimpulse herbeiführen, und der Ausgang einer mit diesem verbundenen Verstärkerröhre 69 wird dementsprechend aus einer Gruppe elektrischer Impulse bestehen, und zwar in Übereinstimmung mit dem Durchgang des Lichtflecks des Oszilloskops über die öffnungen in der Maske. Die ursprüngliche Welle wird daher in eine Reihe von Impüls-Codegruppen verwandelt, wobei die Anordnung der Impulse aufeinanderfolgende Gruppen umfaßt, welche im ι : ι - Verhältnis, mit den aufeinanderfolgend aufgelösten Amplituden der Welle stehen. Die sich ergebenden Bildimpulse können dann direkt über einen geeigneten Ül>ertragungskanal gesendet werden oder zur Steuerung der Energieüibertragunig iao irgendeiner anderen Form benutzt werden. In der vorliegenden Darstellung werden beispielsweise die Impulse zu einem Endgerät 71 einer Funkstation geleitet, wo sie zur Modulation von Träger- oder Funkfrequenzen verwendet werden können oder zur Ein- und Abschaltung der Übertragung über einen

Funkwcg. (Ut aus koaxialen Kabeln. Hohlleitern usw. bestehen kann.

Der Funkkanal oder Funkweg kann in jedem beliebigen Frequenzbereich liegen, der entsprechende Frequenzbandbreite zuläßt einschließlich der Richtverbindungskanäle im Mikrowellenibereich.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltung zur Umwandlung der an einem entfernten Punkt empfangenen Impuls-Codegruppen in die ursprüngliche Signalwelle. Die ankommende Signalwelle wird, wenn es sich um einen Funkträger handelt, gleichgerichtet oder auf andere Weise in Bildimpulse zurückverwandelt, die dem Ausgang der Photozelle 66 der Fig.ι entsprechen. Ein solches Gerät ist durch den Kasten 110 angedeutet, der aus geeigneten Gleichrichtern oder Begrenzungsverstärkern bestehen kann. Diese empfangenen Bildimpulse gehen dann durch einen Verstärker, der in der Zeichnung durch eine Pentode 1 Γ4 dargestellt ist, und werden zur Aufladung des Kondensators 117 verwendet, der in einer RC-Kopplung geschaltet ist, die aus dem ■ Kondensator 117 und einem Belastungswiderstand τ 18 l>esteht. Die Zeitkonstante des RC-Kreises ist so gewählt, daß irgendeine Ladung auf dem Kondensator auf die Hälfte ihres Wertes in der Zeit abfällt, die einem Schrittimpuls entspricht, der der Codegruppe für einen Stromschritt zugeordnet ist. Dies ist in Fig. 4 dargestellt, l>ei der angenommen wurde, daß ein sechsteiliger Code verwendet wird und daß die Stromschrittspannung dreiundvierzig Einheiten l>eträgt. Dies würde einer Dualzahl von 101 οι ι entsprechen. Wenn der kleinste Schritt einer Einheit entspricht, dann würde der größte in diesem secfasteiligen Code zweiunddreißig Einheiten entsprechen. Der Strahl des Oszilloskops schwingt von rechts nach links, wie bereits dargelegt. Die Röhre 114 wird so betrieben, daß sie im wesentlichen eine Quelle konstanten Stromes bildet, und die von ihr dem Kondensator 117 gelieferte Ladung ist im wesentlichen unabhängig von der bereits auf dem Kondensator befindlichen Ladung und proportional der Impulsspannung am Gitter dieser Röhre und der Dauer des Impulses. Da diese Größen für alle Impulse die gleichen sind, ist die dem Kondensator zusätzlich zugeführte Ladung und daher das Ansteigen seines Potentials durch jeden Impuls gleich groß. Daher wird für die l>esondere, in (kr Fig. 4 dargestellte Zahl 43, wenn der Strahl den Tmpuls entsprechend dem Schritt auf der rechten Seite der Dualzahl überträgt, das Potential des Kondensators um zweiunddreißig Einheiten zu der 'Zeit α der Fig. 4 erhöht. Die durch jeden Impuls gelieferte Größe der Ladungseinheiten liestimmt selbstverständlich die Größe des Ausgangssignals. Zu der Zeit, diedem Eintreffen des Impulses entspricht, welche den zweiten Schritt von rechts. Zeit b in Fig. 4, darstellt, ist das Potential des Kondensators auf die Hälfte seines Wertes, d.h. auf 16, abgefallen, aber in diesem Augenblick erhöht der zweite Impuls das Potential um zweiunddreißig Einheiten auf 48. In der nächsten Periode wird dieses auf 24 abgefallen sein, und sofern kein Impuls für diese dritte Schrittstellung von rechts kommt, wird der Abfall andauern und am Ende des nächsten Intervalls auf 12 abgefallen sein. In diesem Augenblick, Zeit c in Fig. 4, trifft der Impuls von der Stellung im vierten Feld von rechts ein und erhöht das Potential um zweiunddreißig Einheiten auf 44. Für die Stellung im nächsten oder fünften Föld von rechts wird kein Impuls geliefert. Daher fällt das Potential für zwei Perioden auf elf Einheiten ab, worauf der Impuls für die Stellung im sechsten oder letzten Feld von rechts oder im ersten Feld von links bei seinem , Eintreffen das Potential auf 43 erhöht, wobei diese Zahl der Augenblicksamplitude zur Zeit d, wie in Fig. 4 dargestellt, entspricht. Es ergibt sich, daß, wenn der erste Impuls um fünf Einheiten der verstrichenen Zeit abfallen könnte, ein Potential von 1 auf dem Kondensator vorhanden sein würde. Würde der zweite Impuls allein dem Kondensator eingeprägt werden und fallen können, so würde infolgedessen am Ende der Periode ein Potential von 2 vorhanden sein. In ähnlicher Weise würde der Impuls in der vierten Periode, wenn allein dem Kondensator eingeprägt, in zwei Perioden auf 8 abfallen. Der letzte in der sechsten Periode eintreffende Impuls würde keine Zeit zum Fallen haben. Die Summe dieser Einzelspannungen addiert sich, wie festzustellen ist, auch auf 43. Dies erklärt go sich natürlich aus der Tatsache; daß in diesem Kreise das Prinzip der Superposition in Anwendung kommt.

Zur Zeit des Eintreffens des letzten Impulses wird eine Verstärkerröhre 120, deren Eingangskreis parallel zum Kondensator 117 geschaltet ist, aufgetastet oder dazu gebracht, durch das Eintreffen eines im nachstehenden beschriebenen Auslöseimpulses aktiv zu werden. Es wird daher ein Stromfluß im Ausgangskreis der Verstärkerröhre 120 vorhanden sein, der proportional ist dem Potential auf dem Kondensator 117. Eine zweite Auftasteinrichtung, die eine Vakuumröhre 122 umfaßt, wird verwendet zur Entladung des Kondensators 117 unmittelbar nach Beendigung des Auslöse- _loj impulses.

Die aufeinanderfolgenden Serien der Code-Impulsgruppen führen entsprechende Impulse im Ausgang der Röhre 120, je einen für jede Impulsgruppe, d. h. für jeden Stromschritt auf der Sende- no station, herbei. Diese Impulse werden durch ein Tiefpaßfilter 124 geschickt und in ein Empfangssendegerät 125, in dem dann die ursprüngliche zusammengesetzte Welle wiederhergestellt wird.

Die Schaltanordnung für den Auftastvorgang des Verstärkers soll im nachstehenden beschrieben werden. Ein Kippgeneratorkreis, der in jeder Beziehung dem Kippgenerator auf der Sendestation ähnlich sein kann, ist im Empfänger eingebaut und ist in der Zeichnung mit als aus einer Gasröhre iao 130, einem WiderstandΊ31, einem Kondensator 132, einem Kathodenwiderstand 134 und einem Potentiometer 135 bestehend dargestellt. Dieser Kreis wird eingestellt durch Veränderung seiner Parameter mit einer eigenen Impulsfrequenz von im wesentlichen demselben Wert wie die des Oszil-

lators auf der Sendestation. Sie wird mit der Sendestation beim Eintreffen des ersten Impulses der Codegruppe für den Stromschritt synchronisiert, was durch die Verbindung eines Leiters 137 von einem geeigneten Punkt aus, beispielsweise dem Ausgang des En'dgerätes 110 zum Gitter der gasgefüllten Röhre 130, erreicht wird. Wie bereits im Zusammenhang mit dem Oszillator auf der Sendestation hervorgehoben, wird ein positiver Impuls von kurzer Dauer über den Kathodenwiderstand 134 für jede Periode des Oszillators aufgebaut. Mit diesem Widerstand verbunden ist ein Verzögerungsglied 140, bestehend aus der Induktivität 141 und dem Kondensator 142. Das Verzögerungsglied ist durch eine geeignete Impedanz 143 abgeschlossen, um jede Wellenreflektion zu unterdrücken. Vom Punkt 144 des Verzögerungsgliedes geht ein Leiter zum Gitter einer Verstärkerröhre 150, die in Kathodenfolgeschaltung betrieben wird, was einen entsprechenden positiven Impuls über den Kathodenwiderstand 151 zur Folge hat. Dieser Widerstand 151 liegt im Ausgangskreis der Verstärkerröhre 120 und liefert für ihn die Spannungsquelle. Die Verzögerung des Verzögerungsgliedes ist so gewählt, daß der Impuls unmittelbar nach der Ankunft des letzten Impulses der Codegruppe auftritt, die Röhre 120 auslöst und damit den oben beschriebenen Auftastvorgang bildet.

Die Vakuumröhre 122 überbrückt die Klemmen des Kondensators 117 und ist normalerweise weit über den Ansprechwert durch Batterie 123 vorgespannt, die in der Gitterrückleitung liegt. Jedoch wird ein auf ihr Gitter treffender positiver Tmpuls sie im wesentlichen zu einem Kurzschluß über dem Kondensator 117 machen. Dieser Impuls soll im Gitter 122 unmittelbar nach Beendigung des Auftastimpulses, der der Verstärkerröhre 120 zugeführt wird, eintreffen.

Zu diesem Zweck kann der Impuls auch vom Kathodenwiderstand 151 herangeführt werden, wobei er durch das Verzögerungsglied 153 um einen passenden Betrag verzögert wird. Durch die Zuführung dieses Impulses wird der Kondensator entladen, wie auf der rechten Seite der Fig. 4 gezeigt, und der Kreis ist dann für die Impulsserie, die die Codegruppe für den nächsten Stromschritt darstellt, bereit.

Es wurde oben angegeben, daß die Kippgeneratorröhre 130 bei Beginn der Codegruppen-Impulsserie ausgelöst wird. Für einige der Code wird die erste Kennzahl durch einen Aus-Impuls oder ein Aus-Signal belegt sein, weshalb kein Impuls ankommt. In diesem Fall und auch in dem verhältnismäßig seltenen Fall, daß die Codegruppe nur lauter Aus-Signale enthält, ist es verständlich, daß der Oszillator so genau wie möglich auf die Frequenz des Sendeoszillators eingestellt sein muß, so daß er fortfährt, sich selbst mit genügender Genauigkeit für mehrere Perioden auszulösen bis zum Eintreffen einer Serie, die die geeigneten Auslöseimpulse enthält. Da außerdem alle beim Empfänger ankommenden Impulse einer Codegruppe die gleiche Charakteristik bezüglich der Amplitude und der Dauer haben, wird jeder von ihnen in der Lage sein, den Empfängeroszillator auszulösen und ihn somit auch in einer falschen Phase zu synchronisieren. Im allgemeinen wird der erste ankommende Impuls nicht in der ersten Stellung einer Codegruppe sein, und die sich ergebenden Signale oder Nachrichten beim Empfänger werden nicht verständlich sein. Es ist dann wünschenswert, den Empfängeroszillator in richtigen Synchronismus zu den empfangenen Signalen zu bringen. Ein solches Mittel ist im unteren Teil der Fig. 3 gezeigt und umfaßt eine Vakuumröhre 160. die in der Zeichnung als Pentode dargestellt ist. Ihr Ausgangskreis ist dabei durch den Kondensator 132 gebildet. Ihr Eingangskreis umfaßt die Batterie 162 und eine Taste 163 in Serienschaltung und einer Induktivität 165 mit einem parallel dazu geschalteten Potentiometer 167. Die Röhre 160 ist normalerweise so vorgespannt, daß im wesentlichen kein Strom in ihrem Anoden- oder Ausgangskreis fließt. Beim Niederdrücken der Taste 163 tritt eine wesentliche Spannung über der Induktivität 165 auf, diese fällt jedoch rasch ab, wenn ein Strom sich in ihr entwickelt. Die Verbindung ist derart, daß das positive Ende der Induktivität, die über ein Potentiometer 167 arbeitet, dem Gitter der Pentode 160 eine positive Spannung nur für einen Augenblick aufdrückt. Während dieses Intervalls wird vom Kondensator 132 eine Ladung entnommen, die die Zeit verzögert, bis die Röhre 130 wieder bereit ist, ausgelöst zu werden. Die Größe des dem Gitter der Vakuumröhre 160 zugeführten. Impulses wird so i1>emessen, daß die Verzögerung in der Auslösung der Röhre 130 etwa ein Viertel der Periode eines Vierercodes l>eträgt oder einem Sechstel der Periode eines Sechsercodes entspracht, d. h. immer etwa einen Schritt. Durch einige An- *o° schlage der Taste 163 wird die Auslösung der Röhre 130 in das zeitlich richtige Verhältnis mit der Ankunft der Impule-Codegruppen gebracht, wobei dieser Zustand durch die Tatsache angezeigt wird, daß die Signale oder Nachrichten lesbar werden. Das öffnen der Taste 163 bewirkt einen umgekehrten Spannungsanstieg an Spule 165, was aber wirkungslos bleibt, da er das Gitter der Pentode 160 auf einen negativen Wert bringt.

Es soll noch erwähnt werden, daß, während die Darstellung in Fig. 2 auf der Basis eines Vierercode und die Darstellung in Verbindung mit Fig. 4 auf einem Sechsercode arbeitet, selbstverständlidh diese Zahlen nur für den Zweck der beispielsweisen Darstellung benutzt werden und daß jede beliebige andere Zahl dargestellt werden kann. Es versteht sich von selbst, daß für einen Sender mit einer gegebenen Anzahl von Impulsschritten ein Empfänger für dieselbe Zahl von Impulsschritten vorgesehen sein muß.

Es ist offensichtlich, daß viele Veränderungen in dem beispielsweiseti System, wie es vorbeschrieben ist, ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung eingeführt werden können. So sind an geeigneten Stellen in diesem System bestimmte Verstärkertypen als Beispiel angeführt. Selbstver-

stündlich ist ein breiter Spielraum in der Auswahl der Arten und Beträge der Verstärkung, welche an irgendeinem Punkt des Systems vorgesehen sind, statthaft.

Als Beispiel für eine weitere Abänderung soll auf die Fig. 5 Bezug genommen werden, in der eine besondere Oszilloskopröhre gezeigt ist, die eine metallische Auffangelektrode 170 hat, die hinter einer durchlöcherten Maske 171 angeordnet ist.

welche Löcher entsprechend dem Dualcode hat. Der durch die Löcher von 171 gehende Elektronenstrahl erzeugt unmittelbar einen Stromfluß durch den Widerstand 173, dessen Spannungsabfall einem geeigneten Verstärkungssystem 183 zugeführt wird.

Oszilloskopröhren dieser Bauform können an Stelle des maskierten Oszilloskops 60, der Linse 65 und der Photozelle 66 verwendet werden.

Es ist zu beachten, daß, wenn die Maske 171 ebenfalls metallisch ist, diese dann Elektronen in dem nicht mit Löchern versehenen Teil sammelt und mit Hilfe eines Schalters 175 die so gesammelten Elektronen über den Widerstand 173 abgeleitet werden können, worauf eine Serie von Ein- oder AusImpulsen sich bildet, die komplementär zu der Serie ist, die man vom Auffangschirm 170 erhält. Die Vorteile solch einer Röhrenspezialkonstrüktion sind offensichtlich, aber die Vorteile der äußerlich vorgesehenen Maske sind ebenso augenscheinlich in der Hinsicht, daß sie mit jeder der großen Zahl der handelsüblichen Normaloszilloskopen verwendet werden können.

Eine Störungsquelle, vor der man sich in diesem System vorsehen muß, tritt auf, wenn der Lichtfleck auf dem Oszilloskop der Fig. 2 über einen waagerechten Streifen wandert, der in der Mitte zwischen zwei Lochreihen liegt, da dann die falsche Dualzahl übertragen werden könnte. Die Wahrscheinlichkeit dafür kann man klein halten, wenn man den Zwischenraum zwischen den Lochreihen der Maske vergrößert und den Durohmesser des Lichtfleckes auf dem Schirm des Oszilloskops verkleinert.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Nachrichtenübertragungssystem mit einer Einrichtung zur Umwandlung der Amplitudenwerte einer nicht sinusförmigen Welle in Codeimpulsgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite der Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre in einer Richtung um einen Betrag, welcher eine Funktion der Augenblicksamplitude des zu ül>ertragenden Signals ist, abgelenkt und bei der Entnahme einer Augenblicksamplitude unter dem Einfluß einer Kippschwingung im rechten Winkel zu dieser Ablenkrichtung verschwenkt wird, wobeJi die Bewegungen des Strahls über ein Codeelement erfolgen, so daß für alle Augenblicksamplituden kennzeichnende Gruppen von Impulsen gebildet werden, welche auf der Empfangsseite zur Herstellung von Einzelimpulsen dienen, deren Amplitude der Augenblicksamplitude des Signals proportional ist, und die für den Wiederaufbau der Signalwelle bestimmt sind.
2. 2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Codeelement für die Erzeugung von Code-Impulsgruppen eingerichtet ist, von denen jede die gleiche Anzahl m von w-wertigen Impulsen umfaßt und eine der n^m Permutationen der η Impulse darstellt.
3. 3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Codeelement für die Erzeugung von Code-Impulsgruppen eingerichtet ist, von denen jede die gleiche Anzahl m von zweiwertigen Impulsen umfaßt und eine der 2^m Permutationen des Code darstellt.
4. 4. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Codeelement aus einer im Wege des Elektronenstrahls angeordneten Maske besteht, welche eine Mehrzahl in der Ablenkrichtung hintereinanderriegender Lochgruppen aufweist, welche den aufeinanderfolgenden Permutationen des Code entsprechen, wobei jedes Codezeichen entweder durch das Vorhandensein oder durch das Fehlen eines Loches in der jeweiligen Gruppe dargestellt wird.
5. 5. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeelementlöcher den Elektronenstrahl zu einem Fluoreszenzschirm durchlassen, um auf demselben eine Gruppe von Lichtimpulsen zu erzeugen, welche die Augenblicksamplitude darstellen.
6. 6. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine auf die Lichtimpulse auf dem Fluoreszenzschirm ansprechende photoelektrische Zelle, welche entsprechende elektrische Impulse überträgt.
7. 7. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Codeelementlöcher den Elektronenstrahl zu einer ^1O5 innerhalb der Kathodenstrahlröhre angebrachten leitenden Anode durchlassen.
8. 8. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Kippschwingung beeinflußte Verschwenkung des Elektronenstrahls synchron durch Mittel ausgelöst wird, welche die Augenblicksamplitude der Welle in mit regelmäßigem Abstand wiederkehrenden Intervallen entnehmen.
9. 9. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Empfangsseite vorgesehene Mittel zum Wiederaufbau der Signalwelle aus den Einzelimpulsen, deren Amplitude iao der Augenblicksamplitude des Signals proportional ist, ein Widerstands-Kapazitäts-Netzwerk in solcher Anordnung aufweist, daß die beim Anlegen des Einzelimpulses an der Kapazität des Netzwerkes auftretende Ladung innerhalb der einem Zifferimpuls der Codegruppe

   entsprechenden Zeitspanne auf den hallen Wert abfällt.

   io. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelinipulse einer Codegruppe an der Kapazität des Netzwerkes überlagert sind, so daß zu der Zeit, welche dem Ende der letzten Ziffern-Stellung einer Codegruppe entspricht, die an der Kapazität angesammelte Ladung der Augenblicksamplitude der Signalwelle entspricht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   O 5115 4.52