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Schaltung zur Auftrennung der Summenkanalimpulse in zeitgestaffelte
Einzelkanalimpulse bei der Mehrkanalnachrichtenübertragung Zur Erzeugung einer Folge
von zeitgestaffelten Impulsen, wie sie beispielsweise in der Mehrkanalnachrichtenübertragung
benötigt werden, geht man am zweckmäßigsten von einer Impulsfolge mit der Frequenz
n # f aus, wobei f die Impulsfolgefrequenz der zeitgestaffelten
Einzelkanalimpulse und n die Anzahl der zu verteilenden Kanäle ist. Sowohl zur Modulation
dieser Impulse auf der Sendeseite als auch zur Demodulation auf der Empfangsseite
ist es dann notwendig die Summenkanalimpulse in zeitgestaffelte Einzelkanalimpulse
aufzutrennen. Diese Auftrennung hat man bisher beispielsweise mit Hilfe von Elektronenstrahlschaltern
vorgenommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auftrennung mit einer
Röhrenschaltung durchzuführen, was z. B. bezüglich der Betriebssicherheit erhebliche
Vorteile haben kann.
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Zur Erzeugung der Summenkanalimpulse geht man im allgemeinen von einem
quarzgesteuerten Sinusgenerator von der Frequenz n # f aus und legt
diese so erhaltene Sinusspannung über einen Vorwiderstand an das Gitter einer Röhre.
Am Gitter bricht der positive Teil der Sinusspannung infolge des Gitterstromeinsatzes
zusammen, und die negative Halbwelle wird durch den Knick der Gitterspannungsanodenstromkennlinie
abgeschnitten, so daß der Anodenstrom dieser Röhre einen mäanderförmigen Verlauf
aufweist. Aus der am Anodenwiderstand dieser Röhre auftretenden Mäanderspannung
wird nach entsprechender Flankenversteilerung in ein oder zwei weiteren übersteuerten
Röhrensystemen mit Hilfe einer hinten kurzgeschlossenen Laufzeitkette eine Impulsfolge
erzeugt, die zunächst noch aus abwechselnd positiven und negativen Impulsen besteht.
Durch Aussteuerung einer Röhre mit geringem Aussteuerbereich werden nur die positiven
Impulse durchgelassen, so daß an einem Anodenwiderstand dieser, Röhre die gewünschten
Summenkanalimpulse
mit negativer Polarität erscheinen (Abb. i, a).
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Die Aufgabe, aus diesen Summenkanalimpulsen die Einzelkanalimpulse
herauszuholen, Wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Impulse des ersten
Kanals ausgeblendet und um einen weniger als der Impulsbreite entsprechenden Betrag
verzögert oder verbreitert werden, daß diese verzögerten Impulse über eine Entladungsstrecke
einen Kondensator aufladen, der gleichzeitig über eine zweite Entladungsstrecke,
an der die Summenkanalimpulse liegen, entladen werden kann, daß die am Kondensator
stehende Differenzimpulsspannung zur Steuerung einer Entladungsröhre benutzt wird,
an deren Anodenwiderstand die Impulse des zweiten Kanals einerseits abgenommen und
andererseits wiederum um einen weniger als der Impulsbreite entsprechenden Betrag
verzögert oder verbreitert werden, und daß die derart verzögerten oder verbreiterten
Impulse den besprochenen analogen Schaltmitteln zugeführt werden, derart, daß aus
den Anodenkreisen der Röhren die Impulsspannungen des dritten, vierten usw. Kanals
ausgekoppelt werden können.
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Die Auf- und Entladung der Kondensatoren erfolgt zweckmäßig über die
Entladungsstrecken von Duodioden, bei denen jeweils eine Kathode und eine Anode
mit dem einen Pol des Kondensators verbunden ist, während die positiven Einzelkanalimpulse
der Anode der einen und die negativen Summenkanalimpulse der Kathode der anderen
Diodenstrecke zugeführt werden. Die Verwendung von zwei Diodenstrecken, von denen
jeweils die Kathode der einen mit der Anode der anderen verbunden und dieser Verbindungspunkt
mit dem einen Beleg eines Kondensators zusammengeschaltet ist, ist an sich in einer
Schaltung, die die Umwandlung von zeitmodulierten in amplitudenmodulierte Impulse
bezweckt, bekannt. Bei der be-, kannten Schaltung werden über Transformatoren der
Anode der einen Diode die Nullimpulse und der Kathode der anderen Diode die zeitmodulierten
Impulse zugeführt. Es ist dabei notwendig, daß sich die Impulse oder beiden Impulsspannungen
zumindest teilweise zeitlich überlappen.
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Die mehrfache Anwendung dieser Grundschaltung bietet die Möglichkeit,
auf einfache Weise die Einzelkanalimpulse aus der Reihe der Summenkanalimpulse herauszublenden.
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Ausführungsbeispiele werden an Hand der Zeichnungen erläutert. In
Abb. i ist in einem Diagramm die Wirkungsweise der in Abb. $ dargestellten Schaltung
wiedergegeben. Abb. i, a, zeigt die negativen Summenkanalimpulse, die auf die oben
beschriebene Weise erzeugt wurden. Durch Umkehrung dieser Impulsreihe erhält man
die Reihe b der Abb. i, die aus positiven Impulsen besteht. Zur Einleitung des Vorganges
wird eine Impulsreihe der Impulsfolgefrequenz f erzeugt. Mit diesen Impulsen wird
nun wegen einer höheren Energieausbeute evtl. auf dem Umweg über eine Sägezahnspannung
ein Schwingungskreis angestoßen, der die Eigenfrequenz f hat und an dem daher eine
Sinusspannung der Frequenz f entsteht. Aus dieser Sinusspannung wird zunächst eine
Mäanderspannung und aus dieser mit Hilfe einer Laufzeitkette ein Impuls mit der
Impulsfolgefrequenz f und mit einer Impulsbreite erzeugt, die etwas kleiner ist,
als es dem zeitlichen Abstand zwischen dem Ende eines Summenkanalimpulses und dem
Beginn des nächsten Summenkanalimpulses entspricht. Dabei muß gewährleistet sein,
daß die Phase dieses Torimpulses richtig liegt. Der Schwingungskreis gestattet jedoch,
diese Phase richtig einzustellen. Da der Torimpuls wesentlich breiter ist als der
herausgehobene Impuls, braucht die Phase jedoch nicht genau zu stimmen. Es wird
sich aber empfehlen, die Phase des Torimpulses so einzustellen, daß der herausgehobene
Impuls möglichst genau in der Mitte des Torimpulses liegt, damit bei den im Dauerbetrieb
nicht vermeidbaren unerwünschten Phasendrehungen, die meist durch Temperaturänderungen
hervorgerufen werden, der herausgehobene Impuls 'nicht seitlich vom Torimpuls liegt.
In Abb. i, c, ist ein Torimpuls dargestellt, dem der erste Summenkanalimpuls überlagert
ist. Durch entsprechende, an sich bekannte Mittel kann dann der erste Kanalimpuls
aus der Impulsfolge i, c, gewonnen werden (Abb. i, d).
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Dieser erste Kanalimpuls wird zunächst über eine Laufzeitkette um
etwa eine halbe Impulsbreite verzögert (Abb. i, e). Diese Impulsreihe gemäß Abb.
i, e wird über einen Kondensator 2 an die Anode der einen Entladungsstrecke einer
Duodiode i gelegt (Abb.2). Die Kathode dieser Entladungsstrecke ist mit der Anode
der anderen Entladungsstrecke verbunden und liegt über einem Kondensator 3 an Masse.
Der Kathode der anderen Entladungsstrecke der Duodiode i werden über die Leitung
4 die Summenkanalimpulse zugeführt. Unter der Voraussetzung, daß die Impulse der
Abb. i, a, und diejenigen der Abb. i, e, gleiche Amplitude besitzen, wird der Kondensator
3 auf einen Betrag aufgeladen, der der Länge des Impulses der Abb. i, e, beginnend
vom Ende des Impulses der Abb. i, a, bis zum Ende des Impulses der Abb. i, e, entspricht.
Diese bis zum Eintreffen des nächsten Summenkanalimpulses am Kondensator 3 liegende
Spannung wird über einen Kondensator 5 dem Steuergitter einer Entladungsröhre 6
zugeführt. In Abb. i, f, ist der zeitliche Verlauf der am Kondensator 3 liegenden
Spannung dargestellt. Am Anodenwiderstand 7 der Röhre 6 entsteht dadurch eine Impulgspannung
entsprechend Abb. i; g. Parallel zum Anodenwiderstand 7 liegt eine Laufzeitkette
8, die eine Verzögerung oder Verbreiterung der Impulse um einen Betrag hervorruft,
der maximal der Breite eines Impulses der Summenkanalimpulse entspricht. Während
der negative Impuls der Impulsreihe gemäß Abb. i, g unterdrückt werden kann, stellt
der positive Impuls den zweiten Einzelkanalimpuls dar, der am Anodenwiderstand 7
über die Leitung 9 abgenommen werden kann. Gleichzeitig wird dieser Impuls jedoch
dem nächsten Schaltelement 33, bestehend aus der Duodiode ii und der Triode 14,
über den Kondensator iö zugeführt. Hier geschieht die Aufladung des Kondensators
12 durch diesen an der Anode des Rohres 6 abgenommenen Impuls, während die Entladung
durch die an der anderen Entladungsstrecke befindlichen Summenkanalimpulse erfolgt.
Die Differenz der am Kondensator 12 entstehenden Spannung (Abb. i, h)
steuert
über einen Kondensator 13 das Gitter der Entladungsröhre 14. Am Anodenkreis dieser
Röhre entsteht eine Impulsspannung gemäß Abb. i, i. In gleicher Weise, wie oben
beschrieben, werden diese am Anodenwiderstand 15 abgegriffenen Impulse mit Hilfe
einer Laufzeitkette (i, b) verzögert. An der Leitung 17 wird also der dritte Einzelkanalimpuls
abgenommen. Der positive Impuls der Abb. i, i, steuert wiederum über einen Kondensator
i8 die Aufladung eines Kondensators 2o einer weiteren Duodiode i9. Die Differenzspannung
an 20 (Abb. i, k) gelangt über einen Kondensator 21 auf das Steuergitter einer Entladungsröhre
22 und erzeugt an deren Anodenwiderstand 23 die Impulsspannung gemäß Abb. i, m.
Die diesem Schaltelement zugeordnete Laufzeitkette ist mit 24 bezeichnet. Am Kondensator
des nächsten Schaltelements entsteht die Differenzspannung gemäß Abb. i, n, usw.
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Durch mehrfache Wiederholung dieser Schaltelemente erfolgt die Auftrennung
der Summenkanalimpulse in Einzelkanalimpulse. Für die insgesamt n zeitgestaffelten
Einzelimpulskanäle benötigt man demnach n - i Duodioden und
Doppeltrioden, wenn man aus Ersparnisgründen jeweils zwei Trioden, z. B. die Trioden
6 '-, 14, als Doppeltrioden zusammenfassen will. n - i Duodioden benötigt man deshalb,
weil das n-te Schaltelement einen Impuls erzeugen würde, der mit dem Ausgangsimpuls
identisch ist.
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Um das vorab erfolgendeAusblenden des erstenEinzelkanalimpulses zu
vermeiden, wird es sich jedoch unter Umständen empfehlen, doch n Stufen zu verwenden
und eine Rückkopplung 26 einzuführen, die den Eingang der Schaltung mit ihrem Ausgang
verbindet. Dadurch tritt eine Selbsterregung ein, die den Ausgangseinzelimpuls der
Abb. i, d, überflüssig macht. Eine solche rückgekoppelte Schaltung erregt sich beim
Einschalten von selbst, wenn man dafür sorgt, daß ein oder alle Röhrengitter über
einen hochohmigen Widerstand eine positive Spannung erhalten.
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In den Abb. 3 und 4 sind Änderungen der Grundschaltung dargestellt.
Gemäß Abb. 3 erfolgt die Rufladung des Kondensators 28 durch eine Triode 27. Der
an dem Kondensator 34 liegende Impuls ladet nun nicht mehr den Kondensator 28 direkt
auf, sondern steuert leistungslos seine Rufladung aus der Anodenbatterie. Der Vorteil
dieser Schaltung gegenüber der direkten Rufladung des Kondensators durch eine Diodenstrecke
besteht darin, daß die Impulse nicht mehr so leicht verformt werden. Dies ist bei
der Mehrkanalnachrichtenübertragung sehr wichtig, weil der Impuls differenziert
wird und aus diesem Grunde nicht verformt sein darf.
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In Abb.4 ist eine Ausführungsform der Grundschaltung angegeben, bei
der nicht nur die Rufladung des Kondensators 31, sondern auch die Entladung über
eine Triode 32 erfolgt.
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Auf ein weiteres Anwendungsgebiet der beschriebenen Schaltung sei
besonders hingewiesen. Sie eignet sich besonders gut als l,requenzteiler, wobei
man pro Teilerstufe zwei Duodioden und zwei Trioden oder entsprechende Schaltelemente
bei Anwendung der Ausführungsformen gemäß Abb. 3 und 4 benötigt. Ein solcher Frequenzteiler
ist deshalb als besonders vorteilhaft anzusprechen, weil die Zahl, mit der der Teiler
teilt, von der Röhrenzahl und nicht von den Zeitkonstanten, Schwingkreisen oder
Spannungen abhängt. Ein Außertrittfallen dieses Frequenzteilers ist also praktisch
kaum möglich.