DE872080C

DE872080C - Mehrkanal-Impuls-Code-Modulations-UEbertragungssystem

Info

Publication number: DE872080C
Application number: DEI3916A
Authority: DE
Inventors: Gordon Treadwell
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1952-06-24
Filing date: 1951-03-21
Publication date: 1953-03-29
Also published as: FR1044624A; GB706381A; GB669617A; FR65746E; US2902542A; CH332351A; DE962713C; BE520907A; BE502034A; FR65870E

Description

Die Erfindung befaßt sich mit elektrischen Übertragungssystemen, die nach dem Prinzip der Impuls-Code-Modulation arbeiten.

Bei Systemen dieser Art wird die Amplitude der zu übertragenden Signalwelle in regelmäßigen Abständen abgetastet und der Amplitudenwert in jedem Zeitpunkt gemessen an Hand einer treppenförmigen Amplitudenskala mit einer begrenzten Anzahl von Stufen. Der dieser Skala entsprechende Amplitudenwert wird sodann durch Impulse, die einem Code entsprechen, zum Empfänger gesendet. Hier werden die Impulse decodiert und mittels der hierdurch erhaltenen Zeichen die Signalwelle rekonstruiert.

Praktisch wird meist ein binärer Fünf-Element-Code verwendet, ähnlich dem in der Telegrafie allgemein verwendeten.

Bei Vorhandensein von η Codeelementen ist es möglich, 2* unterschiedliche Signalamplituden zu senden. Eine Signalamplitude ist in Form der meist

verwendeten binären Code proportional zu ^P a · 2^^r~^r>,

worin α gleich 1 oder 0 ist und r alle Werte von χ bis η annehmen kann. Der Wert von α ergibt sich aus der Gegenwart und Abwesenheit eines Codeimpulses in der r-ten Code-Element-Periode. Diese Codeform wird binärer Code mit einfacher Addition genannt. Ihre Anwendung ist insofern zweckmäßig, als der Vorgang der Rekonstruktion der Signalwelle verhältnismäßig einfach ist. Jedoch kann bei dem Codierungsvorgang ein Effekt eintreten, der Überspringen genannt wird. In verschiedenen Arten von Codierungsschaltungen kann infolge geringer Fehloperationen zufällig ein

Codeimpuls ausgelassen werden oder bei Abwesenheit hinzugefügt werden. Dieses verursacht natürlich einen Fehler in dem Wert der durch die Code erzeugten Signalamplitude, so daß an der Empfangsseite des Systems eine Störung eintritt.

Der Gegenstand der Erfindung ist eine einfache Codieningsschaltung für binäre Codierung mit einfacher Addition, die frei ist von der Gefahr des Auftretens des genannten Effektes des Überspringens, ίο und eine empfangsseitige Schaltung, die aus den von dieser Codierungsschaltung erzeugten und übertragenen Code-Impuls-Gruppen das ursprüngliche Signal wieder herstellt.

Erfindungsgemäß erzeugt die senderseitige Impuls-Code-Modulations-Einrichtung eine einer Signalspannung in binärem Code von η Elementen entsprechende Code-Impuls-Gruppe, welche gemäß der Einwirkung dieser Spannung als Folge sich wiederholender Codeimpulse ausgebildet ist, dadurch, daß jeweils ein der augenblicklichen Signalamplitude entsprechender Signalimpuls einem geschlossenen Stromkreis zugeführt wird, der einerseits derartige Verzögerungsglieder enthält, daß der Impuls mit einer bestimmten Verzögerung zu seinem Eingangspunkt zurückkehrt, und andererseits zum Teil aus zwei parallelen Zweigen besteht, von denen der erste die in der Codegruppe vorhandenen Impulse liefert, während durch den zweiten die in der Codegruppe nicht vorhandenen Codeimpulse abgelenkt werden. Der zweite dieser Zweige wird derart blockiert, daß er in der Code-Impuls-Gruppe vorhandene Codeimpulse nicht hindurchläßt. Die Erzeugung von Codeimpulsen wird nach Erzeugung von η Codeimpulsen abgebrochen.

Zur weitgehenden Klarstellung der Erfindung wird eine Teilanordnung beschrieben, in welcher ein binärer Fünf-Element-Code mit einfacher Addition angewendet ist, dem teilweise Zeitbestimmungs- \'orrichtungen zugeordnet sind. Natürlich kann der Code mehr oder weniger als fünf Elemente aufweisen entsprechend der Genauigkeit, mit welcher die Reproduktion der Signalwelle erwünscht ist. Auch können andere jeweils geeignete Zeitbestimmungen Anwendung finden. Wenn irgendwelche zeitliche Beziehungen bestehen, ist dieses im folgenden näher angegeben.

Im einzelnen ist in diesen Zeichnungen folgendes dargestellt:

Fig. ι schematische Blockschaltung eines Vielkanal-Impuls-Code-Modulations-Ubertragungssystems, in welchem der Erfindung entsprechend Codierungsund Decodierungsanordnungen Anwendung finden,

Fig. 2 schematische Blockschaltung des in Fig. 1 angewendeten Codierers,

Fig. 3 Teildarstellung des in Fig. 1 angewendeten Decodierers,

Fig. 4 zur Erklärung der Wirkungsweise dienende Impulsdiagramme.

Die in Fig. ι dargestellte Anordnung ist zum größten Teil in bekannter Weise ausgeführt. Die Gegenstände der Erfindung betreffen im einzelnen bestimmte Elemente, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind· Es ist ein Fünf-Kanal-System gezeigt.

Es ist aber selbstverständlich, daß eine Ausdehnung auf ein System mit irgendeiner Anzahl von Kanälen in einfacher Weise möglich ist.

An der Senderseite des Systems erfolgt die Steuerung durch einen Hauptimpulsgenerator 1, der positive rechtwinklige Impulse einer Dauer von 0,5 Mikrosekunden und einer Wiederholungsfrequenz von beispielsweise 10 000 Impulsen pro Sekunde liefert. Die Impulse werden einer Verzögerungsverteilerschaltung 2 zugeführt, von welcher die Impulse erhalten werden, die für die Kanalselektion in üblicher Weise notwendig sind. .

Die zu codierende und auszusendende Signalwelle, beispielsweise des Kansls 1, wird dem Eingang 3 eines Verstärkers 4 zugeführt und von dort zu einem Impuls-Amplituden-Modulator 5 üblicher Ausführung weitergeführt, dessen Ausgang wiederum über einen Trenngleichrichter 6 in den Eingang des Codierers 7 führt, der allen Kanälen gemeinsam ist. Die anderen Kanäle sind mit entsprechenden Geräten ausgestattet und gemeinsam mit dem Eingang des Codierers 7 verbunden. .

Als Modulator 5 kann ein gewöhnlicher Verstärker mit linearer Verstärkung Verwendung finden, der jedoch so vorgespannt ist, daß er normalerweise blockiert ist. Wird ein entblockender Impuls von 0,5 Mikrosekunden Dauer einer Klemme 8 des Verzögerungsnetzwerkes 2 entnommen, so führt der Modulator 5 dem Codierer in regelmäßigen Abständen von 100 Mikrosekunden Impulse von der Dauer 0,5 Mikrosekunden zu. Die Amplituden der Impulse sind bestimmt durch die jeweiligen Signalamplituden.

Der Verstärker 4 hat vorzugsweise eine logarithmische Verstärkungscharakteristik, derart, daß die Ausgangsspannung proportional ist dem Logarithmus der Eingangsspannung. Das ist insofern vorteilhaft, als eine derartige Beeinflussung der Signalamplitude erzielt wird, daß das Signalstörungsverhältnis verbessert wird.

Hinter dem Codierer 7 wird, wie später zu erklären ist, eine Code-Impuls-Gruppe erzeugt, die der Amplitude eines Kanalimpulses entspricht. Er ist anzuwenden mit einem negativen Blockierungsimpuls, der seine Wirkung aufhebt und ihn für den nächsten Kanal bereitmacht. Dieser negative Blockierungsimpuls wird einer Klemme 9 der Verzögerungsschaltung 2 etwas nach der Impulsentnahme aus der Klemme 8 entnommen und dem Codierer 7 über einen Trenngleichrichter 10 und einen allen Kanälen gemeinsamen Impulsumformer 11 zugeführt. Dieser dient der Umkehr der aus der Verzögerungsschaltung erhaltenen Impulse von 0,5 Mikrosekunden und deren Verlängerung auf etwa 0,8 Mikrosekunden.

Bei allen anderen Kanälen wird ein Blockierungsimpuls in gleicher Weise einer jeweils entsprechenden Klemme etwas später entnommen als der zugehörige amplitudenmodulierte Impuls.

Die durch den Codierer 7 erzeugten Impulse können einem Sender 12 zugeführt werden, von welchem sie durch eine Antenne 13 ausgesendet und dem Empfangsende zugeführt werden. Sie können aber auch mittels einer (nicht dargestellten) Kabelleitung übertragen werden. Ferner werden vom Hauptgenerator 1 direkt

Impulse erhalten, die in dem Umformer 14 beispielsweise auf 2 Mikrosekunden verlängert werden und als Synchronisierungsimpulse dienen, die im Ausgang des Codierers 7 mit den Codeimpulsen gemischt sind.
An der Empfangsseite werden die Wellen von der Antenne 15 aufgenommen und in dem Empfänger 16 demoduliert. Die empfangenen Impulse werden dem Decodierer 17 und ebenfalls einem Impulsselektor 18 zugeführt, der die Synchronisierungsimpulse von 2 Mikrosekunden Dauer aussiebt und sie auf eine Dauer von 0,5 Mikrosekunden zurückführt. Diese werden sodann dem Verzögerungsverteiler 19 zugeführt. Der Ausgang des Decodierers 17 ist allen fünf in ähnlicher Weise ausgeführten Kanälen gemeinsam. Die Anordnung des Kanals 1 besteht aus einer Sperrschaltung 20, die geöffnet wird durch einen 0,5-Mikrosekunden-Sperrimpuls, der von der Klemme 21 der Verzögerungsschaltung 19 in der Zeit erhalten wird, in welcher ein amplitudenmodulierter Impuls auftritt, der von dem Decodierer 17 durch die Codeimpulse aufgebaut wurde. Die amplitudenmodulierten Impulse, die die Sperrschaltung 20 passieren, werden durch einen Tiefpaß 22 und einen Verstärker 23 zu der Ausgangsklemme 24 geführt, von der das rekonstruierte Signal abgenommen werden kann. Wenn die Signalamplituden in dem Verstärker 4 des Senders zusammengepreßt werden, muß der Verstärker 23 eine kompensierende Ausdehnung der Amplituden bewirken.

Die amplitudenmodulierten Impulse, die von dem Decodierer 17 aufgebaut wurden, werden durch einen Vielfachsperrkreis (in Fig. 1 nicht dargestellt) selektiert. Durch Impulse von 0,5 Mikrosekunden Dauer, die der Klemme 21 entnommen und dem Decodierer über einem Gleichrichter 25 zugeführt werden, wird diese Vielfachsperrschaltung geöffnet. Alle anderen Empfangskanäle sind ähnlich eingerichtet.

In Fig. 2 sind einzelne Teile des Decodierers 7 (Fig. 1) dargestellt. Die Codeimpulse werden in einem geschlossenen Verzögerungsstromkreis erzeugt entsprechend jeden amplitudenmodulierten Impuls von einem der Kanäle. Der Kanalimpuls kommt von einem Demodulator 5 (Fig. 1) über den mit dem Stromkreis verbundenen Leiter 26. Der geschlossene Stromkreis besteht zum Teil aus zwei parallelen Zweigen. Der obere Zweig enthält einen Begrenzer 27, der eine Verstärkerröhre enthalten kann, die so vorgespannt ist, daß kein Impulsteil, dessen Amplitude einen bestimmten Wert nicht überschreitet, hindurchgelassen wird. Es sei angenommen, daß der Codierer zur Verarbeitung von vollen Impulsspannungen bis zum Maximum V geeignet ist, das 32 Stufen der treppenförmigen Amplitudenskala entspricht. Dann ist der Beschneider so eingerichtet, daß kein Teil eines Impulses hindurchgelassen wird, dessen Amplitude kleiner als Vjz (16 Stufen) ist, und ferner so, daß die oberen Impulsteile mit einer Amplitude größer als Vj2 so verstärkt werden, daß diese abgeschnittenen oberen Teile in ihrer Amplitude genau verdoppelt werden. Hinter dem Beschneider 27 ist ein Verzögerungsnetzwerk 28 angeordnet, das eine kleine Verzögerung von etwa 0,2 Mikrosekunden bewirkt. Hinter dieser Stufe liegt ein Gleichrichter 29.

Der untere Zweig weist ebenfalls ein Verzögerungsglied 30 auf, das eine Verzögerung bewirkt, die gleich ist dem des Gliedes 28, also 0,2 Mikrosekunden beträgt. Hinter diesem ist eine Sperrschaltung 31 angeordnet, die normalerweise offen (unblockiert) ist. Diese Sperrschaltung enthält einen Verstärker, der eine genaue Verdopplung der Amplitude jedes passierenden Impulses bewirkt. Der gemeinsame Teil der Codeimpulsgeneratorschleife weist ein Verzögerungsnetzwerk 32 auf, das mit den Ausgängen der Schalteinheiten 29 und 31 verbunden ist. Dieses bewirkt eine Verzögerung von 0,8 Mikrosekunden. An seinem Ausgang liegt eine Sperrschaltung 33, die ebenfalls normalerweise geöffnet (unblockiert) ist und jeden Impuls mit ungeänderter Amplitude passieren läßt. Diese Sperrschaltung 33 ist mit den Eingängen der Schaltelemente 27 und 30 verbunden. Die Blockierungsimpulse von dem Umforner 11 (Fig. 1) werden über die Leitung 34 zugeführt und bewirken die Schließung der Sperrschaltung, wenn die Erzeugung der codierten Impulsgruppe beendet ist, wie später zu erklären sein wird.

Der Ausgang des Begrenzers 27 ist ebenfalls über einen Verstärker 35 einem einfachen Multivibrator 36 zugeführt, der die Erzeugung von Einzelimpulsen von 0,8 Mikrosekunden Dauer entsprechend jedem 0,5-Mikrosekunden-Impuls in dem Begrenzer 27 er- g₀ zeugt. Wenn der Multivibrator aus der üblichen Anordnung von zwei über kreuz miteinander verbundenen Röhren besteht, so ist es bekanntermaßen möglich, von beiden einen positiven und einen negativen Ausgangsimpuls von geeigneten Punkten in der Schaltung zu entnehmen. Der positive Ausgangsimpuls wird einer Differations- und Begrenzerschaltung 37 zugeführt, die den positiven Ausgangsimpuls differenziert und den negativen differenzierten Impuls, der der hinteren Flanke des Ausgangsimpulses von üblicherweise 0,5 Mikrosekunden Dauer entspricht, unterdrückt. Der positive Impuls wird dem vSender 12 (Fig. 1) zugeführt. Der negative Ausgangsimpuls aus dem Multivibrator 36 wird über den Leiter 38 der Sperrschaltung 31 zugeführt und schließt diese. Dadurch wird verhindert, daß ein Impuls durch den unteren Zweig hindurchgeht. Wenn ein Impuls am Eingang der beiden parallelen Zweige ankommt und eine Amplitude hat, die größer als 16 Einheiten ist, so wird er dementsprechend den Begrenzer 27 im oberen Zweig passieren und auf diese Weise den unteren Zweig schließen. Ist die Amplitude des Impulses gleich oder kleiner als 16 Einheiten, kann er nicht durch den Begrenzer 27. Er passiert dann den unteren Zweig. Die Anordnung macht es also unmöglich, daß ein Impuls durch beide Zweige gleichzeitig hindurchgeht. Dies ist der Grund, daß der Codierer frei von dem Effekt des Überspringens ist.

Die Verzögerungsschaltung 30 sichert, daß der Impuls, der die Sperrsclialtung schließt, bereits vorhanden ist, bevor ein Teil des Eingangsimpulses an der Sperrschaltung ankommen kann. Die Sperrschaltung 28 bewirkt eine entsprechende Verzögerung für Impulse, die über den oberen Teil der Schleife gehen. Die Verzögerungsschaltung 32 schließlich

macht die Gesamtverzögerung, die irgendein Impuls beim Umlaufen der gesamten Schleife erleidet, zu ι Mikrosekunde.

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Fig. 2 dienen die Impulsdiagramme Fig. 4. In diesen Diagrammen sind nur die Impulszeiten berücksichtigt, nicht deren Amplituden.

In Fig. 4A stellen 39 und 40 drei Kanalimpulse dar, die den Kanälen 1 bzw. 2 entsprechen und über die Leitung 26 (Fig. 2) geführt werden. Es ist angenommen, daß jeder dieser Impulse eine Dauer von 0,5 Mikrosekunden hat, ihr gegenseitiger Abstand 5,5 Mikrosekunden beträgt. Ferner sei zur Erklärung angenommen, daß der Impuls 39 eine Amplitude von 23,3 Stufen und der Impuls 40 eine solche von 25,2 Stufen aufweist.

Da die Amplitude des Impulses 39 größer als 16 Stufen ist, passiert dieser den Begrenzer 27. Es erscheint ein entsprechender Ausgangsimpuls 41, der in Fig. 4B dargestellt ist, welche die Impulse zeigt, die dem Verstärker 35 zugeführt werden.

Der Impuls 39 erscheint auch am Eingang der Sperrschaltung 31 mit einer Verzögerung von 0,2 Mikrosekunden, wie in Fig. 4C durch den ImpulS42 angedeutet. Ein negativer Impuls 43 jedoch (Fig. 4D) ist inzwischen durch den Multivibrator 36 erzeugt worden und hat die Sperrschaltung 31 blockiert, so daß der Impuls 42 am Durchgang verhindert wird.

Dem Impuls 39 sind durch den Begrenzer 27 sechzehn Stufen abgeschnitten worden. Die verbleibenden

Tabelle I

7,3 Stufen werden durch den Begrenzer verdoppelt, und über die Elemente 28, 29, 32 und 33 mit einer Gesamtverzögerung von 1 Mikrosekunde und einer Amplitude von 14,6 Stufen wieder zugeführt, wie durch 44 in Fig. 4 E dargestellt. Er kann deswegen den Begrenzer 27 nicht passieren und kommt 0,2 Mikrosekunden später zu der Sperrschaltung 31, wie bei 45 in Fig. 4 C angedeutet ist. Diese kann er nun passieren, da jetzt kein Sperrimpuls durch den Multivibrator 36 erzeugt ist. Er kehrt deswegen mit verdoppelter Amplitude und einer Gesamtverzögerung von 1 Mikrosekunde zurück. Die doppelte Amplitude macht 29,2 Stufen aus. Er erscheint am Ausgang des Begrenzers 27, wie bei 47 Fig. 4B angedeutet. Der Impuls erscheint auch am Eingang der Sperrschaltung 31 mit einer Verzögerung von 0,2 Mikrosekunden (48, Fig. 4C), wird aber durch den Sperrimpuls 49 (Fig. 4D) aus dem Multivibrator 36 am Durchgang verhindert.

Der Vorgang setzt sich in der erklärten Weise fort. Am Ausgang des Begrenzers 27 werden zwei weitere Codeimpulse 50 und 51 erzeugt. Die entsprechenden Impulse 52, 53, 54 (Fig. 4E) erscheinen am Eingang der Sperrschaltung 33. Aber in dem Augenblick des Erscheinens des Impulses 54 gelangt ein über die Leitung 34 geführter Blockierungsimpuls 55 (Fig. 4F) zur Einwirkung und schließt die Sperrschaltung derart, daß der Impuls 54 blockiert ist. Die Erzeugung von Codeimpulsen ist damit beendet.

Die Wirkungsweise ist in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.

Impuls	Amplitudenstufen	passiert 27	passiert 31	Neue Ampütudenstufen .	Codeimpuls
39	23,3	ja	nein	2 (23,3 — 16) = 14,6	X
44	14,6	nein	ja	2 (14,6) = 29,2	O
46	29,2	3^a	nein	2 (29,2 — l6) = 26,4	X
52	26,4	ja	nein	2 (26,4 — l6) = 20,8	X
53	20,8	ja	nein	2 (20,8 — l6) = 9,6	X
54	9,6		—	blockiert	—

In der letzten Spalte der Tabelle deutet X an, daß am Eingang des Verstärkers 35 ein Codeimpuls vorhanden ist, während O die Abwesenheit eines entsprechenden Codeimpulses anzeigt.

Fig. 4 G zeigt die positiven Impulse 56 bis 59 von je 0,8 Mikrosekunden Dauer, die von dem Multivibrator 36 durch die Codeimpulse 41, 47, 50, 51 (Fig. 4 B) erzeugt werden und Fig. 4 H die entsprechenden positiven differenzierten Impulse 60 bis 63, die von der Antenne 13. (Fig. 1) ausgestrahlt werden. Diesen Impulsen geht ein Synchronisierungsimpuls 64

von 2 Mikrosekunden Dauer, der von dem Umformer 14 erhalten wird, voraus.

Von dem dem Kanal 2 entsprechenden Impuls 40 (Fig. 4 A) wurde angenommen, daß er eine Amplitude von 25,2 Stufen aufweist. Die Schaltung arbeitet in der gleichen Weise, wie es für den Impuls 39 erklärt wurde. Die Arbeitsweise ist in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.

Der Impuls 69 (Fig. 4 E) wird durch den Blockierungsimpuls 70 (Fig. 4F) blockiert. In diesem Falle werden drei Codeimpulse 71, 72 und 73 (Fig. 4H)

Tabelle II

Impuls	Amplitudenstufen.	passiert 27	passiert 31	Neue Amplitudenstufen	Codeimpuls
40	25,2	ja	nein	2 (25,2 — 16) = 18,4	X
65	18,4	ja	nein	2(18,4 — 16) = 4,8	X
66	4,8	nein	ja	2(4,8) = 9,6	O
67	9,6	nein	ja	2 (9,6) = 19,2	O
68	19,2	ja	nein	2 (19,2 l6) = 6,4	X
69	6,4	—	—	blockiert	—

entsprechend dem Kanalimpuls 40 ausgesendet, während entsprechend dem Kanalimpuls 39 vier Codeimpulse ausgesendet wurden.

Es ist klar, daß jede Code-Irnpuls-Gruppe aus fünf 5 oder weniger Impulsen von einer Dauer von je 0,5 Mikrosekunden besteht, die einen gegenseitigen Abstand von 0,5 Mikrosekunden aufweisen, wenn alle Impulse vorhanden sind. Die gesamte Gruppe hat also eine Dauer von 4,5 Mikrosekunden.

Der Zwischenraum von 5,5 Mikrosekunden zwischen zwei benachbarten Kanalimpulsen ist so gewählt, daß die entsprechenden Gruppen von Codeimpulsen einen Abstand von 1 Mikrosekunde aufweisen. Das ist natürlich nicht zwingend. Beispielsweise kann auch ein Abstand von 0,5 Mikrosekunden verwendet werden. Praktisch kann irgendein geeigneter Zwischenraum zwischenbenachbartenCode-Impuls-Gruppen verwendet werden. Die Vorderflanke des zu blockierenden Impulses 54 (Fig. 4 E) erscheint 5 Mikrosekunden nach der Vorderflanke des entsprechenden Signalimpulses 39. Die Vorderflanke des Blockierungsimpulses 55 muß also etwa 4,8 Mikrosekunden nach der Vorderflanke des Kanalimpulses 39 erscheinen, um bereits vor dem Auftreten des Impulses 54 wirksam zu werden. Die Klemme 9 an der Verzögerungsschaltung 2 (Fig. 1) muß deswegen den Impuls 4,8 Mikrosekunden später liefern als die Klemme 8.

Es wurde angenommen, daß in den Schaltungen Fig. ι und 2 außer den durch die Verzögerungsschaltungen erzeugten Verzögerungen keine zusätzlichen Verzögerungen auftreten. Es ist klar, daß kleine zufällige Verzögerungen in geeigneter wohlbekannter Weise kompensiert werden müssen, um die erklärten Zeitverhältnisse zu erzeugen.

In Fig. 3 sind Teile des Decodierers 17 (Fig. 1) dargestellt. Er weist fünf einfache Pentoden 74 bis 78 auf, die den fünf Codeimpulsen der Gruppe zugeordnet sind und eine Vielfachsperrschaltung bilden. Die Kathoden sind mit Erde (Masse) verbunden und die Anoden über die Primärwicklung eines Ausgangstransformators 79 mit dem positiven Pol 80 der Spannungsquelle (nicht gezeigt), deren negativer Pol 81 mit Erde verbunden ist. Die Bremsgitter sind miteinander und mit der Eingangsleitung 82, über welche die Auslöseimpulse zugeführt werden, verbunden. Die Leitung 82 ist mit dem Gleichrichter 25 (Fig. 1) verbunden.

Über einen großen Widerstand 83 sind die Bremsgitter ferner mit einer negativen Vorspannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden (Klemme 84). Ebenfalls die Steuergitter sind über große Widerstände 85 bis 89 mit dieser Vorspannungsquelle verbunden und ferner über Gleichrichter 90 bis 94 mit den zugehörigen Kathoden. Die Schirmgitter schließlich liegen über abstimmbare Belastungswiderstände 95 bis 99 an der Klemme 80.

Eine Verzögerungsschaltung 100 mit vier Klemmen ist vorgesehen, die Ausgangsimpulse zu liefern, die ι bis 4 Mikrosekunden später auftreten als die Eingangsimpulse, welche über die mit dem Empfänger 16 (Fig. 1) verbundenen Leitung 101 ankommen. Über einen Blockkondensator 102 ist das Steuergitter der Röhre 74 mit der Leitung 101 verbunden, während die Steuergitter der anderen Röhren über Blockkondensatoren 103 bis 106 mit den vier Abgriffen der Ver- zögerungsschaltung 100 verbunden sind. Die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 79 liegt mit einem Ende an Erde und ist mit dem anderen Ende mit dem Ausgangsleiter 108 verbunden, der zu allen Sperrschaltungen 20 (Fig. 1) führt.

Die .Anoden der Röhren 74 bis 78 liegen, wie dargestellt, an entsprechenden Abgriffpunkten eines Belastungswiderstandes, der in fünf Abschnitte 109 bis 113 eingeteilt ist. Die relativen Widerstände der einzelnen Abschnitte dieses Belastungswiderstandes betragen vorzugsweise R, R, 2 R, 4 R und 8 R.

Da die Bremsgitter aller Röhren mit der negativen Vorspannungsquelle verbunden sind, sind alle Röhren normalerweise gesperrt. Die über die Leitung 82 zugeführten Impulse müssen eine gewisse Amplitude aufweisen, um die Bremsgitter wenigstens auf Erdpotential zu bringen. Die Steuergittervorspannung muß so groß sein, daß alle Röhren bei Abwesenheit eines Impulses auf der Leitung 101 noch blockiert sind. Der Auslöseimpuls kommt von der Leitung 82 zur gleichen Zeit wie der fünfte Impuls der Codegruppe, z. B. 63 (Fig. 4 H), während zu dieser Zeit der vierte, dritte, zweite, erste Codeimpuls (oder die vorhandenen) bereits an den Klemmen für 1, 2, 3 und 4 Mikrosekunden der Verzögerungsschaltung 100 erscheinen und so den entsprechenden Steuergittern zugeführt werden. Dadurch werden alle Röhren, die einem vorhandenen Codeimpuls entsprechen, gleichzeitig entblockiert.

Die Widerstände 95 bis 99 sind so abgestimmt, daß die Anodenströme 74 bis 78 proportional 1, 2, 3, 4, 8 und 16 Einheiten sind, sofern sich die Steuer- und Bremsgitter aller Röhren auf Kathodenpotential befinden. Die Auswahl der relativen Werte der Abschnitte des obenerwähnten Anodenbelastungswider-Standes erleichtert diese Abstimmung. Wenn also über den Leiter 82 der Auslöseimpuls zur Einwirkung kommt, ist der gesamte über den Widerstand 79 fließende Anodenstrom proportional ^jT α · 2^(χ~^ΐί, wie es durch die wirksamen Codeimpulse bestimmt ist.

Die Gleichrichter 90 bis 94 sind so gerichtet, daß sie Strom führen, wenn die Steuergitter bezüglich der Kathoden positiv sind. Sie sichern, sofern Eingangsimpulse hinreichender Amplitude vorhanden sind, daß das Steuergitterpotential bezüglich des Kathodenpotentials bei Vorhandensein eines Impulses auf Null begrenzt ist. Der Gleichrichter 109, der den Leiter 82 mit Erde verbindet, begrenzt das Bremsgitterpotential auf Null, so daß der gesamte Ausgangsstrom unabhängig ist von den Amplituden der Eingangsimpulse, vorausgesetzt, daß diese eine bestimmte Größe überschreiten.

Bezüglich jeder Code-Impuls-Gruppe wird, wie ohne weiteres klar ist, ein Ausgangsimpuls erhalten, dessen Amplitude sich von der Anplitude des entsprechenden amplitudenmodulierten Eingangsimpulses an der Empfängerseite um weniger als eine Stufe der Amplitudenskala unterscheidet.

In Fig. 4 J sind die den Decodierer 17 (Fig. 1) betätigenden Auslöseimpulse dargestellt. Der Impuls 110

ist der dem Kanal ι entsprechende Aüslöseimpuls, der von der Klemme 21 der Verzögerungsschaltung 19 abgenommen wird. Dieser Impuls muß synchron sein mit dem letzten Codeimpuls 63 (Fig. 4A). Dessen Vorderflanke muß deswegen 4 Mikrosekunden hinter der Vorderflanke des ursprünglichen amplitudenmodulierten Impulses 39 {Fig. 4 A) liegen. Der Auslöseimpuls für Kanal 2 ist mit in bezeichnet und muß'synchron sein mit dem letzten Codeimpuls 73.

Fig. no und in stellen also die Impulse dar, die die Sperrschaltung 20 (Fig. 1) für die Kanäle 1 und 2

. öffnen.

Im folgenden wird für den Kanal ι gezeigt werden, daß die Impulse 60 bis 63 (Fig. 4H) bei Ankunft des Aüslöseimpulses 110 den Röhren 78, 76, 75 bzw. 74 (Fig. 3) so zugeführt werden, daß die Amplitude des Ausgangsimpulses proportional ist zu 16 + 4 + 2 + 1 ■= 23, während für den ursprünglichen Impuls 39 eine Amplitude 23,3 angenommen war. In gleicher Weise werden für den Kanal 2 die Impulse 71, 72 und 73 bei Ankunft des Auslöseimpulses den Röhren 78, 77 bzw.

."■ 74 so zugeführt, daß die Amplitude des Ausgangsimpulses proportional' ist zu 16 -j- 8 + 1 = 25, an Stelle- der von 25,2, die für den ursprünglichen Impuls 40 angenommen war.

Es ist selbstverständlich, daß die in Fig. 4 nicht

gezeigten Impulse der anderen Kanäle in der gleichen • Weise erzeugt werden, wie die der Kanäle 1 und 2.

Die Verteilung der Codeimpulse in jeder Codegruppe ist im allgemeinen für jeden Kanal verschieden und wird bestimmt durch die entsprechende Augenblicksamplitude des Signals.

Bei dem System, das als Beispiel zur Erklärung der Erfindung diente, war die Dauer jeder Code-Impuls-Gruppe 4,5 Mikrosekunden. Falls es erwünscht ist, ■besteht natürlich die Möglichkeit der Reduzierung dieser Zeit durch Reduzierung der Dauer der Co deimpulse selbst und/oder deren Zwischenräume. Wenn der dargestellte binäre Code mehr oder weniger als fünf - Elemente aufweist, kann die Anordnung entsprechend der Erfindung leicht darauf abgestimmt ' " werden. Der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Kanalimpulsen, wie 39 und 40 (Fig. 4A), soll so abgestimmt sein, daß er etwas größer ist als die von einer Codegruppe eingenommene Zeit. Der Blockierungsimpuls, beispielsweise 55 in Fig. 4F, muß' so : rechtzeitig wirksam werden, daß in dem geschlossenen Stromkreis (Fig. 2) die Erzeugung der Impulse unterbrochen wird, die sich an den letzten der Codeimpulse der Gruppe anschließen würden. Der Auslöseimpuls ■110 (Fig. 4 J) soll im Empfänger zur gleichen Zeit - wirksam sein, wie der letzte der Codeimpulse der Gruppe empfangen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Mehrkanal-Impuls-Code-Modulations-Übertragungssystem, gekennzeichnet durch eine senderseitige Impuls-Code-Modulations-Einrichtung, die eine einer Signalspannung im binären Code von η Elementen entsprechender Code-Impuls-Gruppe, welche gemäß der Einwirkung dieser Spannung als Folge sich wiederholender Codeimpulse ausgebildet ist, dadurch erzeugt, daß jeweils ein der augenblicklichen Signalamplitude entsprechender Signalimpuls eimern geschlossenen Stromkreis zugeführt wird, der einerseits derartige Verzögerungsglieder enthält, daß der Impuls mit einer bestimmten Verzögerung zu seinem Eingangspunkt zurückkehrt, und andererseits aus zwei parallelen Zweigen besteht, von denen der erste die in der Codegruppe vorhandenen Impulse liefert, während durch den zweiten die in der Codegruppe nicht vorhandenen Codeimpulse abgeleitet werden, und durch eine entsprechende empfangsseitige Einrichtung zur Wiederherstellung der Signalwellen aus den übertragenen Code-Impuls-Gruppen.

2. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalimpuls gemäß einer treppenförmigen Amplitudenskala der augenblicklichen Signalamplitude entspricht. . .

3. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den ersten der parallelen Zweige des geschlossenen Stromkreises nur solche Impulse durchlaufen, deren Amplitude größer ist als die Hälfte der durch die Amplitudenskala gegebenen Maximalamplitude, und den zweiten nur solche, deren Amplitude gleich oder kleiner als diese ist. ' -■

4. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Zweigen des geschlossenen Stromkreises eine Verdoppelung der Amplitude jedes Impulses bzw. jedes hindurchgehenden Impulsteils erfolgt.

5. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer der Zweige des geschlossenen Stromkreises blockiert wird, sobald ein Impuls durch den anderen hindurchgeht.

6. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Signalimpuls dem Eingang der parallelen Zweige des geschlossenen Stromkreises zugeführt wird.

7. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Stromkreis nach «-fächern Umlauf eines Impulses derart blockiert wird, daß die Erzeugung von Codeimpulsen nach Erzeugung von η (vorhandenen oder nicht vorhandenen) Codeimpulsen abgebrochen wird.

8. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste der Zweige des geschlossenen Stromkreises einen Amplitudenbegrenzer aufweist, der von jedem hindurchgehenden Impuls die Hälfte der Maximalamplitude abschneidet und den Amplitudenrest verdoppelt.

g. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zweig des geschlossenen Stromkreises eine Sperrschaltung aufweist, der durch einen Sperrimpuls geschlossen wird, von denen je einer durch jeden die Arnplitudenbegrenzungseinriehtung im ersten Zweig passierenden Impuls erzeugt wird.

ίο. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung die Amplituden aller hindurchgehenden Impulse verdoppelt.

11. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Sperrschaltung ein Verzögerungsglied liegt, dessen Verzögerung kleiner als die Impulsdauer ist.

12. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch S und 11, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Zweig des geschlossenen Stromkreises hinter der Amplitudenbegrenzung ein Verzögerungsglied liegt, dessen Verzögerung den gleichen

15. Wert hat wie das im zweiten Zweig befindliche Verzögerungsglied.

13. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Amplitudenbegrenzer durchlaufenden Impulse einer Multivibratorschaltung zugeführt werden, der einerseits die auszusendenden Code-Impuls-Gruppen liefert und andererseits die Sperrimpulse zur Blockierung der Sperrschaltung im zweiten Zweig des geschlossenen Stromkreises.

14. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Stromkreis außerhalb der parallelen Zweige ein Verzögerungsglied mit einer solchen Verzögerung aufweist, daß die Gesamtverzögerung, die ein Impuls beim Umlaufen des Stromkreises erfährt, gleich ist der gewünschten Wiederholungsperiode für die Codeelemente.

15. Impuls-Code-Modulations-Einrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Stromkreis außerhalb der parallelen Zweige am Ausgang der Verzögerungsschaltung ein Sperrglied aufweist, das durch jeweils einen Sperrimpuls blockiert wird, der unmittelbar nach Durchlaufen des η-ten in der Schleife erzeugten Impulses zur Wirkung kommt.

16. Decodierungseinrichtung für das System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch η ähnlich angeordnete im Ruhezustand blockierte Röhren, die den η Codeelementen * zugeordnet sind, und d.eren Anodenkreise parallel geschaltet und so abgestimmt sind, daß der Anodenstrom jeder Röhre mit Ausnahme der ersten im Falle der Entblockierung doppelt so groß ist wie derjenige einer in der Reihe vorangehenden Röhre.

17. Decodierungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls der Codegruppe durch geeignete Mittel in der Zuführung eine derartige Verzögerung erfährt, daß alle vorhandenen Impulse zur gleichen Zeit auf die jeweils zugeordneten Röhren einwirken.

18. Decodierungseinrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren durch einen Auslöseimpuls entblockiert werden.

19. Decodierungseinrichtung nach Anspruch 16 bis 18, gekennzeichnet durch Herstellung einer Signalwelle aus den der Belastungsimpedanz entnommenen, der jeweiligen Codegruppe entsprechenden amplitudenmodulierten Impulsen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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