DE844322C

DE844322C - Schaltungsanordnung fuer ein Mehrkanalsystem mit phasenmoduliertem Traeger

Info

Publication number: DE844322C
Application number: DEP28959A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl-Ing Guanella
Original assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Current assignee: Patelhold Patenverwertungs and Elektro-Holding AG
Priority date: 1945-03-28
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1952-07-21
Also published as: BE464120A; FR939022A; GB627324A; CH250541A; US2522368A; NL85524C

Description

Träger

Bei Mehrkanalsystemen für die Nachrichten- und Signalübertragung mit frequenz modulier tem Träger bereiten die Frequenzkonstanthaltung und die lineare Modulation des Trägers Schwierigkeiten. Systeme, die mit Frequenz vergleicher versehen sind, ergeben trotz erheblichem Aufwand oft nicht genügend konstante Mittelfrequenzen. Ein weiterer Nachteil bei bekannten Mehrkanalsystemen, die mit Phasen- oder Frequenzmodulation arbeiten, ist die für jeden Kanal erforderliche sehr große Frequenzvervielfachung. Es sind umfangreiche Vervielfacherstufen erforderlich, um auf einen genügend hohen Frequenzhub zu gelangen, damit die der Frequenzmodulation nachgesagten guten Übertragungseigenschaften wirklich erreicht werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung eines Mehrkanalübertragungssystems mit phasenmoduliertem Träger, bei dem höchstens eine Frequenzverviel'fachungseinrichtung erforderlich ist. Erfindüngsgemäß wird ein frequenzkoni- ao stanter Träger nacheinander mit den einzelnen frequenzverschobenen Nachrichten phasenmoduliert und das so erhaltene Modulationsprodukt nötigenfalls in einer gemeinsamen Einrichtung in der Phase und Frequenz vervielfacht.

Durch die Aufteilung der Phasenmodulation auf jeden einzelnen der Übertragungskanäle ist es möglich, eine bessere Linearität der Modulation zu erreichen, weil der auszusteuernde Phasenwinkel relativ klein sein kann. Es ist möglich, die mittlere

Übertragungsfrequenz mittels eines Quarzes konstant zu halten, was bekanntlich bei der Frequenzmodulation kaum möglich ist, da die Beeinflussung der Frequenz schon im Schwingkreis des Steuergenerators vorgenommen werden muß. Andererseits sind steuerbare Kreise aus*Spule und Kondensator bekanntlich vielen äußeren Einflüssen unterworfen, so daß deren ausreichende Konstanthaltung oft sehr schwierig ist und großen Aufwand erfordert.

ίο Die Erfindung wird nun an Hand eines Beispiels (Fig. i) näher erläutert. Es sei angenommen, daß z. B. fünf Nachrichtenkanäle K₁ bis K₅ übertragen werden sollen, doch ist die Zahl nicht darauf beschränkt, es kann eine beliebige Anzahl Kanäle untergebracht werden. Es ist auch der Spezialfall möglich, daß die Nachrichtenkanäle parallel vom gleichen Signal gespeist werden. Die einzelnen Kanäle werden in bekannter Weise mittels einer jedem Kanal zugeordneten· Trägerfrequenz /₂, /₃ ... in der

ao Frequenz nach höheren Zwischenfrequenzgebieten verschoben. Zweckmäßig wird nur ein Seitenband übertragen; das andere Seitenband, eventuell auch derTräger, wird.ausgesiebt. Der gesamte Bereich der Zwischenfrequenzen ist somit aufgeteilt in einzelne festbegrenzte und nur einmal vorkommende Frequenzgruppen, wobei jede einem bestimmten Nachrichtenkanal zugeteilt ist. Bei Telephonic- oder Meßwertübertragungen können z. B. folgende Gruppen gewählt! werden:4000 bis 7000, 8000 bis 11000, 12 000 bis 15 000 usw. Die Trägerfrequenzen f₂, /3 · · · der einzelnen Kanäle können so gewählt werden, daß ihr Frequenzabstand konstant ist. Die einzelnen Trägerfrequenzen können aus. der Grundfrequeniz eines Modulators G₁ durch Vervielfachung in einem

Vervielfacher V₁ erhalten werden. Die Vervielfachung aus einer Grundfrequenz bietet den Vorteil, daß nur diese Grundfrequenz nach der Empfangsseite übertragen zu werden braucht. Die einzelnen Trägerfrequenzen zur Wiederäussiebung der einzelmen Nachrichtenkanäle am Empfangsort können ebenfalls durch Frequenzvervielfachung wieder neu erzeugt werden. Die in ihre zugeordneten Frequenzgebiete verlagerten SLgnalspannungen W₁, M₂ ... dienen zur Phasenmodulation einer Trägerspannung U₀. Die Trägerspannung M₁ mit der Freqenz f₀ kann so eine sehr höhe Frequenzkonstanz aufweisen, da sie .einem quarzgesteuerten Generator G₂ entnommen werden kann. Die Trägerspannung mit der Frequenz /₀ gelangt auf den ersten Phasenmodulator P₁, von da auf den zweiten usw. Die Trägerfrequenz durchläuft also nacheinander sämtliche in Reihe geschaltete Phasenmodulatoren und gelangt als mehrmals in der Phase modulierte Spannung auf den Frequenzvervielfacher F₂. Der Frequenzvervielfächer ist ohne weiteres auch ein Phasenvervielfacher und umgekehrt, da ja Frequenzänderung und Phasenänderung immer miteinander verbunden ist. Dieser Frequenzvervielfacher dient gemeinsam sämtlichen Phasenmodulatoren als Vervielfacher.

Die Steuerung der Phasenmodulatoren erfolgt durch die Steuerspanriungen M₁', M₂', M₃'... Diese Steuerspannungen haben die gleiche Momentanfrequenz wie die frequenzverschobenen Kanalspannungen M₁, M₂, M₃ ... Sie werden aus diesen erhalten nach Durchlaufen einzelner Frequenzgangkorrekturglieder F₁, F₂, F_z. Diese sind so gebaut, daß die Spannung mit zunehmender Frequenz abnimmt. Dieser Frequenzgang ist erforderlich, damit die Phasenmodulatoren P₁, /-^...beispielsweise eine Frequenzmodulation mit ausgeglichenem Amplitudengang hervorbringen. Falls dies nicht verlangt ist, so können sie weggelassen werden. In der Verbindungsleitung vom Modulator P₁ nach dem Modulator P₂ ist demnach eine maximale momentane Frequenz /₀ + Af₁ vorhanden. Δ Z₁ ist der Frequenzhub, welcher der Amplitude der Kanalspaniiung H₁ wenigstens annähernd proportional ist. Der analoge Vorgang ist in allen übrigen Kanälen vorhanden. Der Modulator P₂ bringt eine Frequenzänderung A f.₂, so daß die maximale momentane Frequenz hinter dem zweiten Modulator P₂ gleich ist /₀ + Af₁ + Af₂. Nach Durchlaufen sämtlicher Modulatoren ist die maximal vorhandene Frequenz f₀ + Af₁ -l· Af₂ + Af₃ + Af₁ + Af₅. Aus dieser Summation ist leicht ersichtlich·, daß sich hier ein ähnlicher Effekt ergibt wie bei einer Vervielfachung der Frequenz. Man kann sagen, daß bei mehreren Nachrichtenkanälen und Modulatoren auch eine mehrfache Frequenzänderung eintritt. In vielen Fällen kann diese Frequenzänderung den Übertragungsbedingungen überhaupt genügen, so daß auf eine Frequenzvervielfachung in einer besonderen Einrichtung V₂ sogar verzichtet werden kann, oder aber, daß eine relativ mäßige Vervielfachung für die Übertragung bereits ausreicht. Dies ergibt eine erhebliche Einsparung an Einrichtungen.

Als Phasenmodulatoren können in bekannter Weise Vierpole verwendet werden, wie sie in der Fig. 2a und 2I) dargestellt sind und aus dem Widerstand R und der Kapazität C bestehen. Es genügt dabei, die Kapazität entsprechend der Steuerspan- 10c nung zu verändern, was z. B. auf elektrisch-mechanischer Grundlage oder durch Piezokristalle erfolgen kann. Mit der gleichen phasenbeeinflussenden Wirkung kann der Ohnische Widerstand entsprechend der Steuersparmung verändert werden, was z. B. mit einer Elektronenröhre in bekannter Weise erfolgen kann.

Ferner ist es möglich, eine Schaltung nach Fig. 2 c für die Phasenmodulation zu verwenden. Hier wird die Phase an einem Schwingkreis, l>estehend aus der Spule L und dem Kondensator C. z. B. dadurch verändert, daß die Resonanzfrequenz der Parallelschaltung aus der Induktivität L und der Kapazität C durch ein parallel geschaltetes, gesteuertes Reaktanzrohr beeinflußt wird.

Grundsätzlich lassen sich auch andere Modulationsarten vorteilhaft verwenden; die praktische Ausführung ist nicht auf die angeführten Formen beschränkt.

Die mehrfache Phasenmodulation kann aber auch, statt aus mehreren einzelnen Kanälen, gemeinsam aus einem einzigen Kanal gespeist werden. Bei η Phasenmodulatoren erhält man dann eine n-fache Phasenänderung. Durch Zwischenschalten von Frequenzkorrekturen lassen sich mit den Phasenmodulatoren auch Frequenzmodulationen ausführen. In

der Fig. 3 ist eine solche Schaltung dargestellt. Vom Sprechkanal K, der einen Frequenzumfang von 200 bie 4000 Hz umfassen möge, gelangt die Modulationsspannung über gleichartige Frequenzkorrektüren F₁, F₂, F₃, F₄, F₅ auf die Phasenmodulatoren P₁, P.„ P₃, P₄, P₅. Die Anzahl der verwendeten Modulatoren kann beliebig sein. Läßt man die Korrekturen F₁, F₀ usw. weg, so arbeitet die Schaltung im Sinne einer vervielfachten Phasenmodulation. Auch hier kann ein Phasen- und Frequenizvervielfacher V₂ angeschaltet sein.

Die Möglichkeit, die Phasenmodulatoren hintereirianderzuschalten, erlaubt, eine örtliche Trennung der Phasenmodulatoren vorzunehmen. Das hat praktisch den großen Vorteil, daß auf einer Nachrichtenverbindungsstrecke der Anschluß von Nachrichtenkanälen an· l>eliebigen Stellen vorgenommen werden kann. Die Nachrichtenül>ertragung kann dal>ei ül>er Drahtleituiigen oder auch drahtlos vor sich gehen. ICs ist dal>ei nur erforderlich, daß am Ort der einzelnen Phasenmodulatoren die Frequenz f₀ des Generators G₂ und die dem örtlichen Nachrichtenkanal zugeordnete vervielfachte Trägerfrequenz für die erforderliche Frequenzbandverlagerung neu erzeugt wird. Die Frequenz/₀ kann durch Ixikanute Mitnahmeeinrichtungen auf die ursprüngliche Frequenz Z₀ der Stanimeinirichtung synchronisiert werden.

Claims

Patentansprüche:

τ. Schaltungsanordnung eines Mehrkanalül>ertragungssystems mit phasenmoduliertem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß ein frequenzkon^ stanter Träger nacheinander mit den einzelnen frequenzverscholienen Nachrichten phasenmoduliert und das so erhaltene Modulationsprodukt nötigenfalls in einer gemeinsamen Einrichtung in der Frequenz vervielfacht wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodiulierung des Trägers in einer Reihenschaltung von Phasenmodulatoren erfolgt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodiulatoren durch Wechselspannungen moduliert werden, deren Frequenzen innerhalb begrenzter und nur einmal vorkommender Frequenzgruppen liegen.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzgruppen nach erfolgter Frequenzverlagerung ül>er Modulatoren einzelnen Nachrichtenkanälen entnommen werden.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenzen für die Modulatoren ganze Vielfache einer Grundfrequenz sind und einem gemeinsamen Frequenzvervielfacher entnommen werden.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Phasenmod'ulatoren in den Nachrichtenverbindungsweg örtlich getrennt erfolgt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlich getrennt liegenden Phasenmodulatoren Generatoren und Frequenzvervielfacher für die Erzeugung der Trägerfrequenzen aufweisen.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenzen der örtlichen Generatoren durch eine Mitnahmeeinrichtung auf die Trägerfrequenzen der Stammeinrichtung synchronisiert sind.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulatoren durch Wechselspannungen oder Ströme moduliert werden, die einem gemeinsamen Kanal entnommen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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