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Einseitenband-Trägerfrequenz-Fernsprechsystem Zur trägerfrequenten
Nachrichtenübertragung mehrerer Nachrichtenbänder über das gleiche Übertragungsmittel
können diese bekanntlich im Ubertragungsbereich durch Frequenzumsetzung der einzelnen
Nachrichtenhäuder in Form je eines Seitenbandes aneinandergereiht und die so gewonnene
übertragungsgruppe übertragen werden. In bekannter Weise kann so vorgegangen werden,
daB die Aneinanderreihung der einzelnen Nachrichtenbänder im Übertragungsbereich
durch einmalige Frequenzumsetzung jedes Nachrichtenbandes erfolgt. Bei dieser einstufigen
Frequenzumsetzung sind aber die Filteranforderungen äußerst hoch, da die bei der
Frequenzumsetzung entstehenden Seitenbänder einander dicht benachbart sind. Für
die Unterdrückung des einen unerwünschten Seitenbandes sind mit wachsender Trägerfrequenz
höhere Anforderungen an das erforderliche Filter zu stellen. Die notwendige Trennschärfe
kann dabei häufig nur durch Anwendung von Kristallfiltern (Quarzfiltern) erreicht
werden.
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Im allgemeinen hat man daher bisher eine mehrstufige Frequenzumsetzung
für die Aneinanderreihung der Nachrichtenbänder angewandt, um
bezüglich
der Anforderungen an die Filter in tragbaren Grenzen bleiben zu können. Als besonders
vorteilhaft hat sich die sogenannte Vormodulation gezeigt, bei der sämtliche Frequenzbänder
der verschiedenen Nachrichten zunächst in die gleiche verhältnismäßig niedrige und
darauf durch ein- oder mehrstufige weitere Modulation in die gewünschte Übertragungslage
gebracht werden. Die Übertragung der Nachrichten in die gemeinsame Vormodulationslage
erfolgt vorteilhaft durch Modulation mit einer gemeinsamen Trägerfrequenz. Es ist
weiterhin bekannt, bereits in der ersten Modulationsatufe in einem verhältnismäßig
niedrigen Frequenzbereich durch Aneinanderreihung von einigen Nachrichtenkanälen
Vorgruppen zu bilden und aus dieser Vorgruppenlage heraus die Übertragungsgruppen
durch eine oder mehrere weitere Frequenzumsetzerstufen aufzubauen. Will man nun
Übertragungsgruppen tiefer Frequenzlage, wie z. B. die ,des! @sioigenianrrben U-Systems"
m Bereich von 12 bis, 6o kHz aufbauen, dann ergeben sich daraus, daß bereits die
Vorgruppen in diesem Frequenzgebiet liegen, Schwierigkeiten bezü .glich ,desitbersp@recbens
über den Frequenzumsetzer bzw. das Filter für die Sperrung des ursprünglichen Bereiches.
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War der Übertragungsbereich verhältnismäßig niedrig, sollten z. B.
die aneinandergereihten Nachrichtenbänder zwischen 12 und 6o kHz übertragen werden,
so ist man auch schon so vorgegangen, daß man die Aneinanderreihung der Nachrichtenbänder
durch einstufige Frequenzumsebzumg in: einen höheren Frequenzbereich vornahm und
dabei Kristallfilter benutzte. Man baute die Übertragungsgruppe beispielsweise im
Bereich von 6o bis io8 kHz auf und setzte diese übertragungsgruppe in einer gemeinsamen
Frequenzumsetzerstufe in den Frequenzbereich von 12. bis 6o kHz um. Bei dieser Art
des Übertragungsgruppenaufbaus wird aber eine große Anzahl gerade der kompliziertesten
Kristallfilter (Quarzfilter) erforderlich, z: B. zwölf bei einer Nachrichtenbandbreite
von q: kHz.
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Gemäß( der Erfindung erhält nun die durch Aneinanderreihung weniger
Sprachbänder gebildete Vorgruppe eine Bandbreite von i2 kHz und wird in einen so
hoch liegenden Frequenzbereich gelegt, daß die aus der Vorgruppe durch eine weitere
Modüilabion gebildete, nvehmere Vorgruppenbereiche umifasisende Gruppe über getrennte
Frequenzumsebzer; aber gemeinsumeFrequenzumisietzerfilber aufgebaut werden kann.
Dadurch, daß die Frequenzbreite der Vorgruppe sowohl ein Vielfaches von 3 als auch
von 4 kHz ist, wird es möglich, wahlweise .3 kHz und 4 kHz und gegebenenfalls 6
kHz breite Nachrichtenbänder in der Vormodulationsstufe einzusetzen, ohne daZ an
dem übrigen System irgend etwas geändert wird. Flor die Vormodulationsgruppe eine
Frequenzbandbreite zu benutzen, die sowohl ein Vielfaches von 3 als auch von q.
kHz ist, ist bereits für Systeme vorgeschlagen worden, bei denen in der ersten Frequenzumsetzerstufe
in einem verhältnismäßig niedrigen Frequenzbereich liegende Vorgruppen gebildet
wurden. Durch die vorliegende Erfindung ergibt sich nun die Möglichkeit, auch bei
Verwendung von Kristallfiltern in der ersten Modulationsstufe wirtschaftlich ein
Trägerfneqwenz-F ernsprechsystem aufzubauen, bei dem sich keine Schwierigkeiten
bezüglich des Übersprechens über den Frequenzumsetzer bzw. das Frequenzumsetzerfilter
bei der Umsetzung in einen verhältnismäßig niedrigen üibertragungs Bereich ergeben.
Durch die frequenzniäißig hoch liegende Vorgruppe können nämlich die nächsten Modulationsstufen
mit sehr kleinem Aufwand durchgeführt werden, weil nur je Vorgruppe z. B. ein kleiner
Trockengleichrichtermodulator angewandt zu werden braucht, der praktisch keinen
Aufwand darstellt, während das Frequenzumsetzerfilter für mehrere, z. B. vier Vorgruppen
gemeinsam sein kann. Es ist zwar bei Systemen mit mehrstufiger Modulation an sich
bekannt, die Trägerfrequenzen der ersten Modulationsstufe oberhalb des zu übertragenden
Frequenzbereiches zu wählen. Dort handelt es sich jedoch nicht um ein Trägerfrequenzsystem,
das nach dem Prinzip der Vorgruppen aufgebaut ist.
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Durch die Verwendung nur weniger Nachrichten-Bänder für die Bildung
der Vorgruppe werden auch nur wenig Kristallfiltertypen erforderlich. DerAufwand
gegenüber dem eingangs behandelten System, bei dem die gesamte Übertragungsgruppe
in einem hohen Frequenzbereich unter Verwendung von Kristallfiltern aufgebaut wurde,
ist also wesentlich geringer. In der Herstellung der Träjgerfrequenzen ergibt sich
gegenüber diesem System eine bedeutende Vereinfachung, da nur wenige Trägerfrequenzen,
nämlich drei oder vier statt zwölf oder sechzehn, mit kleinem Frequenzabstand entweder
als hohe Vielfache von 3 bzw. 4 kHz oder durch Quarzgeneratoren erzeugt zu werden
brauchen, während die Träger für die folgende Frequenzumsetzerstufe als kleine Vielfache
einer größeren Grundfrequenz, z. B. von 12 kHz, gewonnen werden können. Der Aufwand
ist also auch diesem System gegenüber bedeutend geringer, wobei man noch die bereits
behandelten Vorteile gewinnt.
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Die Vorgruppe kann: dabei nichts nur duirch einfache Frequenzumsetzung,
z. B. mit Hilfe von Quarzfiltern, aufgebaut werden, sondern auch durch eine mehrstufige
Frequenzumsetzung, z. B. dadurch, daß zunächst eine frequenzmäßig niedrig liegende
Vorgruppe; z. B. zwischen 6 und 18 kHz, und aus dieser eine frequenzmäßig hoch liegende
durch erneute Frequenzumsetzung gebildet wird.
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In den Fig. i a und i b ist die Erzeugung einer Vorgruppe im Bereich
von 72 bis 84 kHz schematisch dargestellt, und zwar ist in der Fig. i a das Frequenzschema
für eine zweistufige und in der Fig. i b das Schema für eine einstufige Frequenzumsetzung
gezeigt. Aus den niederfrequenten Nachrichtenbändern; die sich zwischen o und 3
kHz erstrecken, wird nach Fig. i a durch Modulation mit den Trägerfrequenzen g,
12, 15, z8 kHz zunächst eine Vorgruppe gebildet, die zwischen 6 und 18 kHz liegt
und durch weitere Umsetzung mit der Trägerfrequenz 66 kHz in den Bereich 72 bis
84 kHz
verschoben wird. Nach Fig. i b erfolgt eine einstufige Frequenzumsetzung
mit Hilfe der Trägerfrequenzen 75, 78, 81 und 84 kHz unmittelbar in den Bereich
72 bis 84 kHz. Zur Unterdrückung des jeweils nicht benutzten Seitenbandes sind dabei
Kristallfilter (Quarzfilter) vorzusehen.
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Aus den im Bereich von 72 bis 84 kHz gebildeten Vorgruppen, die beispielsweise
aus drei 4 kHz breiten Nachrichtenbändern oder vier 3 kHz breiten Nachrichtenbändern
bestehen können, wird nun, wie es die Fig. i c zeigt, eine Übertragungsgruppe im
Bereich von i2 bis 6o kHz mit Hilfe der Trägerfrequenzen 96, 108, 120 und 132 kHz
gebildet. Den Aufbau für diese Umsetzerstufe zeigt schematisch die Fig. 2. Es ist
dabei angenommen, daß die Bildung der Vorgruppen im Bereich von 72 bis 84 kHz wahlweise
nach dem Frequenzschema der Fig. i a oder i b erfolgen kann. Die Vorgruppe 72 bis
84 kHz kann demnach entweder durch Frequenzumsetzung der vier Nachrichtenbänder
Ni bis N4 im Frequenzumsetzer U, der auch die erforderlichen Filter enthalten soll,
mit den Trägerfrequenzen 75 bis 84 kHz gewonnen werden oder durch eine zweistufige
Umsetzung in den Frequenzumsetzern Ui und U2 entsprechend dem Schema der Fig. i
a. In den Frequenzumsetzerstufen M1 bis 014 werden nun diese Vorgruppen mit den
Trägerfrequenzen 96 bis 132 kHz so umgesetzt, daß sich eine Übertragungsgruppe von
12 bis 6o kHz ergibt. Die Ausgänge der Frequenzumsetzerstufen M1 bis M4 werden über
einen Entkoppler EK zusammengeschaltet und durch das Filter F die die Übertragungsgruppe
bildenden unteren Seitenbänder der vier Frequenzumsetzer gemeinsam ausgesiebt. Im
Ausgang des, Verstärkers V erhält man dann ein Band von i2 bis 6o kHz. Die Trägerfrequenzen
96 bis 132 kHz sind zweckmäßig aus einer Grundfrequenz von i2 kHz durch Frequenzvervielfachung
zu erzeugen. Die Frequenz i2 kHz kann durch einen besonderen Generator erzeugt oder
aus einer auch für die Vormodulationsstufe gem,ei.nsamen Grundfrequenz 3 kHz gewonnen
werden.
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Die Vorgruppe kann beispielsweise auch im Frequenzbereich 144 bis
156 kHz, z. B. über Quarzfilter, gewonnen und dann in den Gruppenbereich umgesetzt
werden, wie es aus dem Frequenzschema der Fig. 3 und dem Schema des Geräteaufbaus
der Fig. 3 a hervorgeht. Je nach Wahl der Trägerfrequenzen für die Vorgruppenumsetzerstufen
kann dabei wahlweise ein Band von 1a bis 6o oder von 72 bis i2o kHz hergestellt
werden. Den Modulatoren 1171 bis 314 wird je ein Vorgruppenband von 144 bis i 56
kHz zugeführt. Als Trägerfrequenzen können nun beispielsweise wahlweise 24, 36,
48 und 6o kHz oder 84, 96, io8 und i2o kHz verwendet werden und so entweder ein
Band von 72 bis i2o oder von i2 bis 6o kHz im Ausgang des Verstärkers V' gewonnen
werden. Das Filter F' ist dabei zweckmäßig als Tiefpaßfilter ausgebildet mit einer
Grenzfrequenz von z. B. 144 kHz. Das Band von i2 bis 6o kHz liegt in dem üblichen
übertragungsbereich der sob nannten U-Systeme, also in dem Übertragungsbereich für
unbelastete Kabel. Das Band 72 bis i2o kHz ist besonders für eine Erweiterung des
Übertragungsbereiches derartiger Kabel vorgesehen sowie als Grundgruppe für den
Aufbau von Breitbandsystemen.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Vorgruppe frequenzmäßig über
die zu erzeugende Gruppe zu legen. Zum Beispiel kann aus einer Vorgruppe, die im
Bereich von 72 bis 84 kHz liegt, auch eine Gruppe von 96 bis i44 kHz aufgebaut werden,
die als eine Übertragungsgruppe, z. B. für Freileitungen eines i6fach-Trägerstromsystems,
unmittelbar übertragen und auch als Grundgruppe zur Bildung von Breitbandsystemen
verwendet werden kann.
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Um bei der Frequenzumsetzung aus der Vorgruppe in die Übertragungsgruppe
ein gemeinsames Filter verwenden zu können, ist es erfordierlich, daß die obere
Kantenfrequenz der Vorgruppe größer ist als die halbe Gruppenbreite. Vorzugsweise
wird man die obere Kantenfrequenz der Vorgruppe gleich oder größer als die Frequenzbreite
der aus den Vorgruppen gebildeten Gruppe wählen, um das Filter einfach ausbilden
und gleichzeitig mit diesem Filter auch etwa vorhandene Trägerreste noch mit unterdrücken
zu können. Eine Überdeckung der Vorgruppe mit der aus ihr zu bildenden Gruppe soll
möglichst vermieden werden. Zweckmäßig wird eine Trennlücke zwischen beiden Frequenzgebieten
vorgesehen, um mit einfachen Filtern die Vorgruppenfrequenzen unterdrücken zu können.
Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die aus den Vorgruppen gebildeten Frequenzbandgruppen
zum Aufbau beispielsweise eines Breitbandsystems verwendet werden sollen.