DE845214C

DE845214C - Verfahren und Anordnung zur Fernuebertragung einer veraenderlichen Groesse mit Hilfe von Code-Impulsgruppen

Info

Publication number: DE845214C
Application number: DES18407A
Authority: DE
Inventors: Andre Paul Pages; Jean Ville
Original assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Current assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Priority date: 1948-07-21
Filing date: 1950-08-06
Publication date: 1952-07-28
Also published as: CH287040A; CH309100A; BE489663A; NL80113C; GB701347A; BE508629A; GB661808A; FR969942A; US2646548A; FR61244E

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. JULI 1952

S 18407 V III a j 21α^λ

Die Erfindung bezieht sich auf Anordnungen, mit denen man in aufeinanderfolgenden und vorzugsweise wiederkehrenden Zeitpunkten vereinbarungsgemäße Signale überträgt, welche die in diesen gleichen Zeitpunkten vorhandenen Augenblickswerte einer veränderlichen Größe wiedergeben. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf solche Anordnungen, bei welchen jedes vereinbarungsgemäße Signal in Form einer Kombination einer konstanten Anzahl von zweiwertigen Symbolen gebracht wird.

Es sind im besonderen Anordnungen bekannt, bei welchen diese zweiwertigen Symbole durch wiederkehrende Impulse ausgedrückt werden, die durch ihre Anwesenheit oder durch ihre Abwesenheit gekennzeichnet sind. Einer Gruppe von η Impulsen dieser Art entsprechen 2.η Kombinationen, welche eine gleiche Anzahl von diskreten Werten der ursprünglichen Größe wiedergeben können. Bei solchen Anordnungen kann die Zuordnung zwischen auszudrückenden Werten und den sie wiedergebenden Korn-

binationen diejenige der binären Zählweise sein. Wenn man einen zu übertragenden Wert durch eine ganze binäre Zahl ausdrückt, d. h. durch eine Zahl, die aus η Ziffern zusammengesetzt ist, welche nur zwei Werte annehmen können, läßt man ihm die Kombination von η Impulsen entsprechen, von denen jeder, je nach dem ob die Ziffer gleicher Stelle den einen Wert oder den anderen hat, anwesend ist oder nicht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Codierungsverfahren, d. h. ein Verfahren zur Umwandlung der Werte einer veränderlichen elektrischen Größe, welche 2 η verschiedene, den ganzen Zahlen zwischen 1 und 2 η proportionale Werte annehmen kann, in codierte Gruppen von Signalen, von welchen jedes zwei verschiedene Werte annehmen kann, wobei die Zuordnung zwischen dem Amplitudenwert und der Zusammensetzung der Code-Gruppe nicht durch ein einfaches arithmetisches Gesetz wie dasjenige gegeben ist, welches sich aus der vereinbarten Schreibweise nach binärer Zählung ergibt, sondern durch ein besonderes Gesetz, welches sich dadurch kennzeichnet, daß die 2 η möglichen Amplitudenwerte, wenn sie in zunehmender oder abnehmender Reihenfolge geordnet sind, jeweils durch Gruppen von η Signalen wiedergegeben werden, so daß die (w-i) letzten Signale der Gruppe, welche einer gegebenen Amplitude entspricht, die gleichen Werte haben wie die (n-i) ersten Signale der Gruppe, welche der auf diese gegebene Amplitude in der zunehmenden oder abnehmenden Reihenfolge unmittelbar folgenden Amplitude entspricht.

Ein Vorteil dieses Codierungsverfahrens liegt darin, daß das Codierungsgesetz leicht geändert werden kann, beispielsweise, wenn eine Geheimübertragung durchgeführt werden soll. ■

Weiterhin bezweckt die Erfindung, eine solche Umwandlung in der Weise durchzuführen, daß die Signale unmittelbar in den passenden wiederkehrenden Zeitabschnitten erzeugt werden, wenn mehrere Kanäle in einer Vielfachübertragung verbunden werden. Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß eine wiederkehrende Folge von binären Zahlen besteht, die 2 η Zahlen umfaßt und bei welcher, wenn man die 2 η Gruppen von η aufeinanderfolgenden Zahlen in ihr betrachtet, diese 2 η Gruppen alle verschieden sind und folglich die 2 « möglichen Kombinationen von η binären Zahlen wiedergeben. Wenn man, wie üblich, als zweiwertige Symbole die Ziffern 1 und ο verwendet, kann man eine solche Folge bilden, indem man η Ziffern ο, η Ziffern 1, dann eine Ziffer 0 schreibt, worauf man versucht, die Ziffer 1 folgen zu lassen. Wenn man so eine Gruppe von η schon vorhandenen aufeinanderfolgenden Ziffern erhält, ersetzt man die letzte Ziffer 1 durch die Ziffer ο usf. Bei jeder gewählten Basiszahl » gibt es eine Folge, die der aufgestellten Bedingung genügt.

Im folgenden sind für den Fall « = 4 die Grundfolge und die 16 entsprechenden Kombinationen von vier aufeinanderfolgenden Ziffern wiedergegeben. Die Ziffern der ersten Reihe zeigen die Stelle der verschiedenen Ziffern der Folge an. Die Ziffern der zweiten Reihe sind die Ziffern der Grundfolge, die sich wiederkehrend wiederholt. Die Ziffern der folgenden Reihen geben die Gruppen von vier aufeinanderfolgenden

Ziffern der Folge der zweiten Reihe wieder, die ihnen in senkrechter Richtung entsprechen.

.; 15 16 ι 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ι 2 3 ... ο 0111101100 ι ο ι ο ο ο oiii ι 111

I I I O
I I O I
I O I I
O I I O
I I O O
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0 0 10
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ι ο ι ο

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I O O O

oooo ο 0 01 υ oil

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Die Zuordnung zwischen auszudrückenden Werten und den sie wiedergebenden Kombinationen kann geändert werden, indem man die Lage der Ziffer ändert, von der aus die herausgezogenen Kombinationen der Folge gezählt werden.

Die obige Tabelle zeigt, daß man, nachdem einmal der Ursprung der Zählweise der Ziffern in der Grundfolge und die Richtung dieser Zählweise gewählt wurde, jeder Zahl der ersten Reihe die eine der aus der Grundfolge herausgezogenen 2 η Kombinationen von η aufeinanderfolgenden Ziffern entsprechen lassen kann, welche ihr in der zweiten Reihe entspricht. Umgekehrt kann man jeder der 2 η Kombinationen eine verschiedene Zahl entsprechen lassen, die zwischen ο und 2 η liegt und den Platz der betrachteten Kombination in der Grundfolge angibt. Bei dem gewählten Beispiel ist die der Zahl 9 entsprechende Kombination οίοι, deren erste Ziffer sich senkrecht unter der Zahl 9 befindet, und umgekehrt. Man sieht auch, daß diese Zuordnung nach Belieben geändert werden kann, indem man die Zahlen der ersten Reihe verschiebt oder sie von rechts nach links schreibt, d. h. indem man den Ursprung der Zählweise der Ziffern in der Grundfolge oder die Richtung dieser Zählweise ändert.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung benutzt eine Codierungselektronenröhre von besonderer Bauart, welche sich von bekannten Anordnungen durch einfacheren Aufbau und Wirkungsweise unterscheidet. Beispielsweise wird bei einem bekannten System eine Kathodenstrahlröhre verwendet, deren Strahl durch Ablenkelektroden in zwei senkrechten Richtungen verschoben werden kann, wobei die Verschiebung in der einen dieser beiden Richtungen, z. B. in der vertikalen Richtung, zu der Amplitude der zu übertragenden elektrischen Größe proportional ist, wobei angenommen wird, daß die Amplitude einen numerischen Wert besitzt, der einer von 2 η ganzen Zahlen zwischen 1 und 2 η proportional ist. Dabei wird dieser Strahl außerdem in vorbestimmten und wiederkehrenden Zeitabständen in der zweiten Richtung, z. B. der horizontalen Richtung, mittels einer Abtastspannung abgelenkt, die anderen, in passender

Weise angeordneten Elektroden zugeführt wird. Die bekannte Röhre besitzt ferner einen Elektrodenschirm (Maske), welcher in die Bahn des Elektronenstrahls eingefügt und von Fenstern durchbrochen ist, die nach 2 η Reihen angeordnet sind, welche zu der ersten der beiden erwähnten Richtungen parallel sind und von denen jede Fensterreihe eine entsprechende Code-Kombination darstellt. Schließlich besitzt die bekannte Röhre eine Sammelelektrode, welche die Elektronen des Strahls aufnimmt und in deren Stromkreis Gruppen von elektrischen Impulsen abgenommen werden, welche der besonderen Code-Kombination entsprechen und jeweils die zu übertragenden Amplituden wiedergeben.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Codierungsanordnung, bei welcher eine Kathoden-' strahlröhre benutzt wird, die von den bekannten Anordnungen darin abweicht, daß der Elektronenstrahl eine Ablenkung nur in einer Richtung erfährt und für einen gewählten Code, z. B. für einen Code, bei welchem η Code-Elemente zn Gruppen bilden können, welche 2« verschiedene Amplituden der zu übertragenden elektrischen Größe wiedergeben, der Aufbau des Elektrodenschirmes (Maske) einfacher ist als bei den bekannten Anordnungen. Insbesondere besitzt dieser Elektrodenschirm eine viel kleinere Anzahl von Fenstern als die, welche bei der bekannten Anordnung erforderlich ist. Dieser Vorteil beruht darauf, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Teil derselben Fenster für mehrere verschiedene Amplituden und für mehrere verschiedene Code-Gruppen benutzt wird, welche diesen Amplituden entsprechen. Außerdem sind diese Fenster alle in einer zu der Verschiebung des Strahls parallelen Reihe angeordnet.

Hingegen besteht eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Codierungsverfahrens darin, daß das durchgeführte Codierungsgesetz keine einfache arithmetische Bedeutung hat, da die gesendeten Code-Gruppen im allgemeinen die entsprechenden Amplituden nicht nach der Schreibweise der binären Zählung wiedergeben. Daraus folgt, daß die Entschlüsselung, d. h. die spätere, beim Empfang durchzuführende Übersetzung, von verschiedenen Code-Gruppen in verschiedene Amplituden mit Hilfe von besonderen An-Ordnungen vorgenommen werden muß, wie sie unten beschrieben werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, welches die Anwendung des Verfahrens bei einer Anordnung für Vielfachtelephonie betrifft, an Hand der Zeichnung.

Abb. ι ist eine schematische Darstellung einer Kathodenstrahlröhre, die das wesentliche Organ der Anordnung bildet;

Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab die Stirnansicht einer der Elektroden der vorhergehenden Röhre;

Abb. 3 ist eine schematische Zusammenstellung der hauptsächlichen Organe einer Sendeeinrichtung mit zwei Kanälen gemäß der Erfindung;

Abb. 4 ist ein Diagramm, welches die Wellenform der Spannungen, welche gewissen Elektroden der Wählerröhre eines Übertragungskanals zugeführt werden, ebenso wie die Form der durch diese Röhre erzeugten vereinbarungsgemäßen Signale wiedergibt;

Abb. 5 ist eine Kathodenstrahlröhre, welche das wesentliche Organ der Einrichtung für die Rückverwandlung bildet;

Abb. 6 zeigt in größerem Maßstab eine abgewickelte Stirnansicht des Schirmes mit Fenstern, der in jeder Kathodenstrahlröhre, von der in Abb. 5 ein' Beispiel gezeigt ist, angebracht ist;

Abb. 7 ist eine schematische Zusammenstellung der vollständigen Anordnung für die Rückverwandlung;

Abb. 8 ist ein Schema zur Erläuterung der Arbeitsweise der Kathodenstrahlröhren.

Bei dem dargestellten Beispiel wird die Amplitude des Signals in jedem Kanal mit einer Wiederkehrfrequenz F abgetastet und der Wert der Amplitude in Form eines vereinbarungsgemäßen Signals übertragen, welches aus η möglichen Impulsen zusammengesetzt ist. Die Zeitpunkte der Abtastung in den verschiedenen Kanälen sind gegeneinander derart verschoben, daß in jedem Zyklus der Frequenz F die aufeinanderfolgende· Übertragung eines vereinbarungsgemäßen Signals für jeden der N Kanäle, die in der Vielfachübertragung vereinigt sind, durchgeführt wird. Der mögliche Änderungsbereich des Signals wird in 2 η einzelne Intervalle unterteilt, die mit einer Reihenfolgenummer versehen sind.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wurde das Beispiel einer Anlage zur Übertragung von zwei Kanälen (Λ^τ = 2) mit vereinbarungsgemäßen Signalen gewählt, die vier mögliche Impulse («=4) enthalten.

Die in Abb. 1 dargestellte Wählerröhre 1, die eine Kathodenstrahlröhre der gebräuchlichen Form ist, besitzt eine Elektronen emittierende Kathode 2, eine Elektrode 3, welche die Stärke des Elektronenbündels überwacht und dessen Unterbrechung ermöglicht, eine Elektrode 4 für Scharfeinstellung, Platten 5 für senkrechte Ablenkung, eine Elektrode 6, die aus einem durch Fenster unterbrochenen Schirm besteht, und eine Sammelanode 7.

Der in Abb. 2 von vorn dargestellte Elektrodenschirm 6 besitzt schmale waagerechte Fenster 8, deren Verteilung in der Höhe derjenigen der Ziffern in der Grundfolge entspricht, wie sie oben angegeben wurde, wobei ein Fenster jeder Ziffer 1 dieser Folge entspricht. Die entsprechende Stelle der 16 Ziffern der Folge ist neben den entsprechenden Intervallen auf dem Schirm 6 angegeben.

Die verschiedenen Elektroden der Röhre 1 werden in an sich bekannter Weise mit Spannungen gespeist, die ihre normale Arbeitsweise bewirken. Die Steuerelektrode und die Ablenkplatten werden außerdem Spannungen unterworfen, von denen die eine bewirkt, daß das Bündel nur in gewissen Zeitpunkten gezündet wird, während die andere den Aufstoßpunkt des Bündels auf dem Schirm in der unten erläuterten Weise veränderlich macht.

In dem Schema der Abb. 3 ist 31 ein die Frequenz F liefernder Grundgenerator. DiebeidenWählerkathodenröhren der beiden vereinigten Kanäle sind mit 32 und 32' bezeichnet. Die von ihnen abwechselnd erzeugten vereinbarungsgemäßen Signale werden über33 zu dem Übertragungskreis geführt. 34 und 34' sind

zwei Rechteckspannungen liefernde Generatoren, die von dem Grundgenerator 31 abhängig sind und auf die Elektrode zur Steuerung der Strahlstärke der Kathodenröhre so einwirken, daß abwechselnd die Zündung des Bündels der beiden Röhren veranlaßt wird. 35 und 35' sind zwei Generatoren von Sägezahnspannungen, die von dem Grundgenerator 31 abhängen und abwechselnd die Ablenkplatten der Röhren beeinflussen. 36 und 36' sind zwei Generatoren von Rechteckspannungen, die ebenfalls von dem Generator 31 abhängen und, wie die vorhergehenden, die Ablenkplatten der Röhren beeinflussen. Diese Rechteckspannungen werden in der Amplitude durch die über 37 und 37' ankommenden Signalspannungen jedes Kanals moduliert, wobei die Amplitude j edes Rechtecks zu de r augenblicklichen Amplitude des Signals in einem Abtastzeitpunkt proportional ist.

Die Arbeitsweise dieser Organe wird an Hand der Abb. 4 erläutert. In dieser Abbildung sind auf zwei rechtwinkligen Koordinatenachsen die Zeiten und die Amplituden des Signals dargestellt. Die Abbildung bezieht sich auf den ersten der beiden vereinigten Kanäle.

Die Kurve 41 gibt in einem beliebigen Maßstab in Abhängigkeit von der Zeit die Amplitude des Signals des ersten Kanals wieder. Das Zeitintervall 43-44 ist der Übertragung eines Signals des ersten Kanals, das Zeitintervall 44-45 einem Signal des zweiten Kanals, 45-46 wiederum einem Signal des ersten Kanals zugeteilt usf. Das Zeitintervall 43-45 ist der umgekehrte Wert der Abtastfrequenz F.

Jedes Intervall wie 43-44 ist in vier Einzelintervalle unterteilt, die, wie dargestellt, je einer Sendung eines möglichen Impulses des vereinbarungsgemäßen Signals mit vier Elementen zugewiesen sind.

Die Sägezahnkurve 47 stellt die von dem Generator 35 gelieferte und den Ablenkplatten der Kathodenröhre zugeführte Spannung dar.

Wenn eine Rechteckspannung in Phase mit der vorhergehenden von dem Generator 34 der Elektrode für die Steuerung der Strahlstärke der Kathodenröhre zugeführt wird, wird das Bündel nur während der Zeitintervalle 43-44,45-46 usf. gezündet.

Die Strecken 49 stellen die resultierende Spannung dar, welche den Ablenkplatten in den Zeitabschnitten zugeführt wird, wo das Bündel gezündet wird. Diese Spannung ist die Summe der Sägezahnspannung 47 und der in der Amplitude modulierten Rechteckspannung 48. ' Die Höhe des Aufstoßpunktes des Bündels auf der Schirmplatte ist dieser Spannung proportional. Auf einer senkrechten Achse ist in der Abbildung rechts die Zuordnung der Anbringung der Fenster des Schirmes zu den den Ablenkelektroden zugeführten Spannungen dargestellt. Die Amplitude der Rechteckspannung 48 wird so eingestellt, daß der Aufstoß des Bündels 16 Intervalle des Schirmes bestreicht, wenn die Signalspannung von ihrem kleinsten auf ihren Höchstwert übergeht. Die Amplitude der Sägezahnspannung 49 ist so eingestellt, daß sie eine Ablenkung von vier Intervallen erzeugt.

In dem Zeitpunkt 43, in welchem die Amplitude der Kurve 41 abgetastet wurde, ist die Ablenkspan- j nung bei 52 aufgetragen, die dann linear zu dem Wert 51 zurückkehrt. Die Neigung des Sägezahns ist so eingestellt, daß diese Strecke während des Zeitintervalls 43-44 durchlaufen wird. Der Aufstoßpunkt des Bündels bestreicht während dieser Zeit vier Intervalle des Schirmes, und die Röhre läßt jedesmal, wenn das Bündel vor einem Fenster vorbeigeht, einen kurzen Impuls durchgehen. Die so erzeugten Impulse bilden das vereinbarungsgemäße Signal, welches die Amplitude von 41 kennzeichnet. Bei 53 ist dieses Signal dargestellt, welches je einen Impuls in dem zweiten und dritten Einzelintervall enthält.

Ein analoger Vorgang findet während des Zeitintervalls 45-46 statt. Das erzeugte vereinbarungsgemäße Signal enthält während dieses letzteren Intervalls nur einen Impuls.

Wie ersichtlich, können die so erzeugten Impulse zeitlich relativ verschoben, jedoch von kürzerer Dauer als das Einzelintervall sein, weil die Amplitude des Signals im allgemeinen nicht einer ganzen Zahl von Einzelintervallen der Amplitude entspricht. Dennoch wird die Kombination ohne Unsicherheit gebildet, sofern die Fenster schmal genug sind.

Die vereinbarungsgemäßen Signale des zweiten Kanals werden in der gleichen Weise erzeugt, abgesehen von der Abweichung, daß die Signale für die beiden Kanäle abwechselnd erzeugt werden müssen. Die Verschiebung der Wirkungszeiten der Organe der beiden Kanäle läßt sich leicht erreichen, da alle Organe in Abhängigkeit von ein und demselben Grundgenerator gebracht sind.

Die Erfindung kann auch leicht bei einer Übertragungsanlage mit einer beliebigen Kanalzahl Anwendung finden, wobei die Röhren abwechselnd nach einem mehrphasigen System betätigt werden.

Die Abb. 5 bis 8 veranschaulichen ein ebenfalls als Ausführungsbeispiel der Erfindung angegebenes Verfahren, welches die Rückverwandlung eines vereinbarungsgemäßen Signals in einen Amplitudenwert ermöglicht. Dieses Verfahren bezieht sich, wie das oben beschriebene Umwandlungsverfahren, auf eine Vielfachtelephonieübertragung mit verteilten Zeiten.

Die Empfangseinrichtung eines solchen Systems umfaßt Organe, die-keinen Teil der Erfindung bilden und im wesentlichen aus einem Verteiler bestehen, der mit dem Sendeverteiler synchronisiert ist. Dieser Verteiler hat die Aufgabe, jedes Signal und in jedem no Signal jedes Element, d. h. jeden möglichen Impuls, einer Einrichtung zuzuführen, die seinen Wert aufzeichnet und während der Zeit bewahrt, die für die Rückverwandlung des vereinbarungsgemäßen Signals in einen Amplitudenwert erforderlich ist. Um das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rückverwandlung eines Signals, dessen Elemente so aufgezeichnet wurden, in einen Amplitudenwert zu erleichtern, ist im folgenden angenommen, daß η Impulsaufzeichner jeweils den möglichen Empfang eines Impulses in dem Augenblick, wo er sich in Verbindung mit dem beweglichen Organ des Verteilers befand, in Form einer Spannung aufgezeichnet haben, die eine Ruhespannung ist, wenn kein Impuls empfangen wurde, und eine bestimmte Arbeitsspannung im gegenteiligen Fall.

Die Anordnung zur Rückverwandlung umfaßt im wesentlichen η Kathodenröhren der in Abb. 5 dargestellten Art, welche eine Kathode 501, ein Steuergitter 502, eine Konzentrationselektrode 503, Platten für die horizontale Ablenkung 504, Platten für die senkrechte Ablenkung 505, einen mit Fenstern durchbrochenen Schirm 506, der unten näher beschrieben wird, und eine Sammelanode 507 besitzt. Die Röhren werden in der üblichen Weise gespeist.

Abb. 6 zeigt den Schirm 506 der Röhre nach Abb. 5. Dieser Schirm besitzt zwei senkrechte und parallele Fensterreihen 508, die in der Reihenfolge der oben definierten Grundfolge aufeinanderfolgen und zwei ergänzenden Folgen entsprechen, d. h. in welchen die Ziffern 1 und 0 vertauscht sind. Wie oben wurde η — 4 angenommen, d. h. das die Folge, die zu Beginn, der Beschreibung erläutert ist, welche 16 Ziffern umfaßt. Es wurden drei Elemente mehr, nämlich neunzehn anstatt von sechszehn, gezeichnet, da, wie unten dargelegt wird, bei den verschiedenen Röhren verschiedene Teile des Schirmes benutzt werden müssen.

In Abb. 7, welche schematisch die Anlage der Rückverwandlungseinrichtung darstellt, ist 701 der Veras teiler, und 702" bis 702^ sind vier Aufzeichner in dem oben angegebenen Sinne. 703⁰ bis 703* sind vier Röhren der in Abb. 5 dargestellten Art. Die Aufzeichner 702 sind mit den horizontalen Ablenkplatten jeder entsprechenden Röhre 703 verbunden. 704 stellt einen Generator für Sägezahnspannung dar, dessen Tätigkeit von dem Verteiler 701 gesteuert wird und der mit den senkrechten Ablenkplatten aller Röhren 703 verbunden ist. 705 stellt einen Verstärker mit Spannungsbegrenzung dar, der durch die Änderungen des gesamten Anodenstromes der Röhren 703 erregt wird, und 706 ist ein Abzweigkreis. 707 ist ein elektronischer Umschalter mit zwei Gleichgewichtslagen, der in einer Richtung durch die von dem Verteiler 701 erzeugten Impulse und in der anderen Richtung durch die von dem Abzweigkreis 706 erzeugten Impulse erregt wird. Der Umschalter 707 speist über einen Tiefpaßfilter 708 für Sprechfrequenzen die Abgangsleitung zu dem von den rückverwandelten Signalen betroffenen Empfänger.

Die Arbeitsweise dieser Einrichtung wird an Hand der Abb. 8 erläutert.

Bevor die Einrichtung zur Rückverwandlung von dem Verteiler 701 in Tätigkeit gesetzt wird, hat dieser die Aufzeichner 702 betätigt. Jeder von ihnen hat seine Ruhespannung behalten, wenn er keinen Impuls empfangen hat, oder er hat seine Arbeitsspannung im gegenteiligen Fall angenommen. Diese Spannungen werden den horizontalen Ablenkplatten der Röhren in der Weise zugeführt, daß ζ. B. der Aufstoßpunkt des Bündels auf den Schirm im einen Fall auf der Höhe der senkrechten linken Fensterreihe bleibt oder im gegenteiligen Fall auf die Höhe der rechten Reihe gelangt.

Der Verteiler 701 schickt dann einen Steuerimpuls zu dem Generator 704 und zu dem Umschalter 707. Der Generator 704 tritt in Tätigkeit und erzeugt eine Sägezahnspannung, die linear ansteigt und das Bestreichen der senkrechten Fensterreihen der Schirme ' durch die Bündel der Röhren 703, auf deren Höhe die Bündel gebracht wurden, bestimmt. Der Umschalter 707 kippt in seine Arbeitslage und führt dem Filter 708 eine konstante Spannung zu, die von einer nicht dargestellten und bei 709 angeschlossenen Hilfsspannung geliefert wird.

Die den senkrechten Ablenkplatten der Röhren 703 zugeführte Ruhespannung wurde für jede von ihnen verschieden eingestellt, so daß zu Beginn der Periode der senkrechten Abtastung das Bündel von Höhen ausgeht, die in den aufeinanderfolgenden Röhren gestaffelt sind. Bei der ersten Röhre geht das Bündel von der Höhe aus, die der Ziffer entspricht, welche als Ursprung der Zählweise der Amplitudenwerte zur Bestimmung der ihnen entsprechenden Kombinationen dient. Bei der zweiten Röhre geht das Bündel von einer Höhe aus, welche der zweiten Ziffer entspricht usf. Abb. 8 zeigt die in den verschiedenen Röhren bestrichenen Schirmteile.

Während der Aufwärtsbewegung der Elektronenbündel ist ein einziger Wert dadurch gekennzeichnet, daß keines der Bündel auf ein Fenster trifft und folg-Hch der gemeinsame Anodenstrom der Röhren zu Null wird. Dieser Wert ist derjenige Amplitudenwert, von dem ausgehend bei der Sendung das vereinbarungsgemäße Signal zusammengesetzt worden ist. go

In der Zahlentabelle am Anfang der Beschreibung ist beispielsweise die fünfte Kombination, die dem fünften Wert entspricht, die Kombination 0110. Das entsprechende vereinbarungsgemäße Signal setzt sich aus einem fehlenden Impuls, zwei vorhandenen Impulsen und einem fehlenden Impuls zusammen. Beim Empfang bleiben der erste und der vierte Aufzeichner in Ruhe, während der zweite und der dritte erregt werden. Folglich tasten die Bündel der ersten und der vierten Röhre die senkrechte linke Fensterreihe ab, während die zweite und dritte Röhre die rechte Reihe abtasten, wie dies in Fig. 8 gezeigt wurde. Wie ersichtlich, wird beim Durchlaufen der vier ersten Höhen wenigstens ein Bündel ein Fenster durchsetzen, während beim Eintreffen auf der fünften Höhe kein Bündel die Schirme durchsetzt.

Die Änderungen des gesamten Anodenstromes werden dem Verstärkerbegrenzer 705 zugeführt, an dessen Ausgang die Spannung bis zum völligen Verschwinden des Anodenstromes konstant bleibt. In diesem Augenblick erregt das schnelle Verschwinden der Spannung den Abzweigkreis 706, welcher in den Umschalter 707 einen Impuls von solcher Richtung schickt, daß er in seine Ruhelage zurückgebracht wird und so die Zuführung der Hilfsspannung zu dem Filter 708 unterbricht, während der Impuls von entgegengesetzter Richtung im Augenblick des Wiedererscheinens des Anodenstromes von einem Gleichrichterkreis bekannter Art unterdrückt wird.

Dieselbe Wirkungsweise wiederholt sich bei.jedem iao Zyklus des Verteilers, wobei jedesmal wieder ein neues Signal den Umschalter 707 während einer Zeit betätigt, die jedem Augenblickswert der Amplitude des ursprünglichen Signals proportional ist. Der Umschalter schickt in den Filter 708 Impulse von konstanter Amplitude und mit veränderlicher Dauer. Am

Ausgang des Tiefpaßfilters 708 erhält man folglich das ursprüngliche Signal.

Die Erfindung ist auch bei Systemen für Geheimübertragung anwendbar, bei welchen die Signale nicht ohne Kenntnis eines Geheimschlüssels entzifferbar sein sollen.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren der Erfindung wird die Zuordnung zwischen dem Amplitudenwert eines zu übertragenden Signals und den vereinbarungsgemäßen Signalen durch eine Folge von 2 η binären Ziffern erreicht, wodurch eine relative Geheimhaltung erzielt wird. Der geheime Charakter dieser Übertragung kann praktisch absolut gemacht werden, wenn man die Ziffer zeitlich verändern läßt, von der aus in der Grundfolge die Kombinationen von η Ziffern gezählt werden, und folglich die Zuordnung zwischen Amplitudenwerten und vereinbarungsgemäßen Signalen.

Diese Veränderungen können praktisch augenblicklieh und synchron an den beiden Enden der Verbindung vorgenommen werden. Die Zeitpunkte und die Amplituden dieser Veränderungen können den Gegenstand eines Geheimcode bilden, der nur den für die Übertragung verantwortlichen Personen bekannt ist. Gemäß der oben beschriebenen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens kann man zu diesem Zweck bei der Übertragung und beim Empfang Wähl- und Verteilerkathodenröhren der oben beschriebenen Art verwenden, die z. B. in folgender Weise abgeändert werden können. Die Schirme besitzen zwei übereinanderliegende Fensterreihen statt nur einer. Man läßt in vereinbarten Zeitpunkten den von den Bündeln abgetasteten Teil der Schirme wechseln, indem man die konstante Spannung, welche die Höhe bestimmt, von der diese Bündel bei der Abtastung der Fenster ausgehen, durch eine Spannung ersetzt, die sich in den verschlüsselten Zeitpunkten in plötzlichen Sprüngen ändert. Durch Maßnahmen, die bei Systemen für Geheimübertragung an sich bekannt sind, werden die Einrichtungen, welche an jedem Ende der Verbindung diese Spannungen liefern, in Abhängigkeit von einem Generator gebracht, der den Synchronismus der Enden während einer beträchtlichen Zeit aufrechterhalten kann, wobei die beiden Generatoren periodisch verglichen und durch irgendein an sich bekanntes Verfahren in Phase zurückgebracht werden.

Die als Beispiel beschriebene Anordnung betrifft ein System für Vielfachtelephonieübertragung. Die Erfindung ist jedoch auch bei jedem Fernmeldesystem, bei einfachen oder mehrfachen, anwendbar, wo eine Folge von Nachrichten in Form von vereinbarungsgemäßen Signalen übertragen werden muß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Fernübertragung einer veränderlichen elektrischen Größe, welche 2 η verschiedene, den ganzen Zahlen zwischen 1 und 2 η proportionale Amplituden annehmen kann, mit Hilfe von Code-Impulsgruppen, von denen jede Gruppe η Impulse umfaßt, von welchen jeder den einen oder den anderen von zwei verschiedenen Werten annehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die 2 η möglichen Amplitudenwerte bei Ordnung in zunehmender oder abnehmender Reihenfolge jeweils durch solche Gruppen von η Impulsen wiedergegeben werden, daß die (n-i) letzten Impulse der einer gegebenen Amplitude entsprechenden Gruppe dieselben Werte haben wie die (w-i) ersten Impulse der Gruppe, welche der auf diese gegebene Amplitude in der zunehmenden oder abnehmenden Reihenfolge unmittelbar folgenden Amplitude entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zweiwertige Symbol durch elektrische Impulse übertragen wird, deren An-Wesenheit oder Abwesenheit dem einen bzw. dem anderen der beiden Werte entspricht, welche das zweiwertige Symbol annehmen kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Vereinigung von zwei oder mehreren Übertragungskanälen durch ein zeitlich periodisches Verteilungssystem in der Weise, daß eine Vielfachübertragung durchgeführt wird.
4. Anordnung zur Durchführung des Übertragungsverfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung des elektrischen Fernmeldesignals, dessen veränderlicher Wert übertragen werden soll, in vereinbarungsgemäße Signale eine Wählerkathodenstrahlröhre verwendet wird, die im wesentlichen eine Elektrode zur Steuerung und Unterbrechung des Elektronenbündels, Platten für senkrechte Ablenkung, eine Schirmelektrode mit Durchbrüchen von schmalen waagerechten Fenstern, deren Verteilung in der Höhe derjenigen der zweiwertigen Symbole der Grundfolge entspricht, aus welcher die zu übertragenden vereinbarungsgemäßen Signale ausgezogen wurden, wobei die Anwesenheit eines Fensters der Erzeugung eines Impulses entspricht, und ferner eine mit einem Signalgeber verbundene Sammelanode umfaßt, wobei Mittel, wie z. B. Erzeuger von Rechteck- und Sägezahnspannungen, einerseits mit der Steuerelektrode verbunden sind, um das Elektronenbündel während den für die Sendung einer Signalimpulsgruppe erforderlichen Zeitintervallen zu zünden, und andererseits mit den Ablenkplatten, um in dem gewünschten Zeitpunkt η Intervalle des Elektrodenschirmes von dem Bündel bestreichen zu lassen, deren Lage auf diesem Schirm dem zu übertragenden Augenblickswert entspricht.
5. Anordnung zur Durchführung des Übertragungsverfahrens nach Anspruch 1 bis 4 und insbesondere zur Rückverwandlung der vereinbarungsgemäßen Signale in ein Signal von veränderlicher Amplitude am Empfangsende des •Übertragungssystems, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung eine Anordnung verwendet wird, die η Verteilerkathodenstrahlröhren umfaßt, die im wesentlichen Platten für horizontale und vertikale Ablenkung des Elektronenbündels, eine Schirmelektrode mit Durchbrüchen von zwei parallelen Fensterreihen, deren Verteilung in der Höhe derjenigen der zweiwertigen Symbole der Grundfolge entspricht, aus welcher die vereinbarungsgemäßen Signale der komplementären

Folge ausgezogen wurden, und eine Sammelanode enthalten, ferner einen Verteiler, der mit dem Ausgang einer Einrichtung für den Empfang der Code-Signale verbunden und so ausgebildet ist, daß er jedes Signal und in jedem Signal jeden möglichen Impuls, nach seiner Stelle, auf η Aufzeichnungseinrichtungen verteilt, die den Wert eines empfangenen. Impulses aufzeichnen und während der für die Rückverwandlung erforderlichen Zeit aufbewahren können, wobei jeder dieser Aufzeichner andererseits mit den horizontalen Ablenkplatten derjenigen Verteilerröhre verbunden ist, deren senkrechte Ablenkplatten von ein und demselben Sägezahnspannungsgenerator gespeist werden, dessen Tätigkeit von dem erwähnten Verteiler gesteuert wird, und deren Sammelanode parallel mit denjenigen der anderen Röhren über einen Spannungsverstärkerbegrenzer und einen Abzweigkreis mit dem Steuerkreis eines elektrischen Umschalters verbunden ist, der zwischen eine konstante Spannungsquelle und einen Filter eingeschaltet ist, welcher am Eingang einer Abgangsleitung zu dem von den rückverwandelten Signalen betroffenen Empfänger angeordnet ist, und daß dieser Umschalter so ausgebildet ist, daß er bei Empfang eines Impulses des Verteilers in der einen Richtung und bei Empfang eines Impulses des Abzweigkreises in der anderen Richtung kippt, während die senkrechten Ablenkplatten jeder Röhre außerdem an eine Grundspannungsquelle in der Weise angeschlossen sind, daß das Bündel einer Röhre in der Höhe gegen das Bündel der vorhergehenden Röhre um ein Intervall verschoben wird, welches an den Fensterschirmen dem Übergang eines Symbols der Grundfolge zu dem folgenden entspricht.

Angezogene Druckschriften:
Bell System Technical Journal 27 (1948) S. 446

bis 472; Bell System Technical Journal 27, No. 1, Jan. 1948,

insbesondere Fig. 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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