DE881225C

DE881225C - For the distribution of radio broadcasts over modulated carrier waves serving system

Info

Publication number: DE881225C
Application number: DEL4215D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Gutzmann; Robert Herzog; Alfred Dipl-Ing Wiesner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1938-10-14
Filing date: 1938-10-14
Publication date: 1953-06-29

Description

Zur Verbreitung von Rundfunksendungen über modulierte Trägerwellen dienende Anlage Die Erfindung ist auf die Verbesserung der Rundfunkversorgung solcher Gebiete gerichtet, rin denen .die Verbreitung von Rundfunksendungen mittels modulierter Trägerwellen bisher au£ große Schtwieri:gheiten gestoßen ist. In gebirgigen Gegenden sind bekanntlich die Empfangsverhältnisse sehr unterschiedlich, an vielen Stellen außerordentlich, mangel.-ha.ft. Um in solchen Gebieten in möglichst ausreichendem Maße Voraussetzungen für einwandfreien Empfiang zu schaffen, ist grundsätzlich anzustreben, viele Gleich wellensender kleiner Leistung über das zu versorgende Gebiet zu verteilen. Durch die Erfindung wird der Betrieb einer derartigen Vielzahl von Sendern wirtschaftlich gestaltet, und zwar einerseits dadurch., daß infolge des erfindungsgemäßen Aufbaues des Gleichwellensendersystems ein verhältniismäßi.g nur geringer technischer Aufwand erforderlich ist, und andererseits dadurch, daß das vorhandene, die Glelichwellensender verbindende Leitungsnetz gemäß einem weiteren Teil der Erfindung in zweckmäßiger Weise zur Verbesserung ,der Rundfun':kversorgung zusätzlich .ausgenutzt wird,.System serving for the distribution of radio broadcasts via modulated carrier waves The invention is aimed at improving the broadcasting coverage of those areas in which the distribution of radio broadcasts by means of modulated carrier waves has so far encountered great difficulties. In mountainous areas, as is well known, the reception conditions are very different, in many places extraordinary, poor. In order to create the best possible conditions for perfect reception in such areas, the aim should be to distribute a large number of low-power single-frequency transmitters over the area to be covered. The invention makes the operation of such a large number of transmitters economical, on the one hand that, due to the structure of the single-frequency transmitter system according to the invention, only a relatively small technical effort is required, and on the other hand, because the existing line network connecting the single-frequency transmitters According to a further part of the invention in an expedient manner to improve the broadcasting service is additionally used.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Gleichwellensendersystemen. Das Mei*mal der einen Art besteht darin, daß die Töchtersender zentral über Leitungen gesteuert werden, unid zwar entweder mittels einer mit der Trägerfrequenz übereinstimmenden Spannung oder mittels einer zu dieser in einem bestimmten Frequenzverhältnis stehenden Spannung. Dieses System hat sich praktisch nicht bewährt, da erfahrungsgemäß (in -der die Steuerspannung übertragenden Leitung P'has-endrehungen und Phasensprünge der Steuerspannung ausgelöst werden, die zu einer Frequenzabwanderung und Frequenzunstabilität der Tochtersender führen. Die andere Art der Gleichwellensendersyste,me ist dadurch gekennzeichnet, .däß! die Tochtersender mit selbständigen Hochfrequenzgeneratoren ausgestattet sind, deren Frequenz in Abhängigkeit von einer Steuerspannung entweder kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit ibzw. in Stufen nachgeregelt wird. Auch bei derartigen Gleichwellensendersystemen spielt die vom Muttersender zum Tochtersender über Leitungen übertragene Steuerspannung eine große Rolle, denn eine durch Phasensprünge gestörte Steuerspannung ist für eine gute Frequenzkontrolle ungeeignet. Das Bestreben geht daher bei solchen Anlagen dahin, die übertragene Steuerspannung von Störungen fernzuhalten, damit sie möglichst frequenz- und amplitudenkonstant zum Tochtersender gelangt.There are two different types of single-frequency transmitter systems. That Often one type is that the daughter transmitters are centrally via lines be controlled, unid either by means of a coincident with the carrier frequency tension or by means of a voltage with a certain frequency ratio to this. This system has not proven itself in practice, since experience has shown (in the Control voltage transmitting line P'has end rotations and phase jumps of the control voltage which leads to frequency drift and frequency instability of the Run subsidiary transmitters. The other type of single frequency transmitter system, me, is through it marked, .that! the daughter transmitters with independent high-frequency generators are equipped, the frequency of which either depends on a control voltage continuously or from time to time ibzw. is readjusted in stages. Also at Such single-frequency transmitter systems are played by the parent transmitter to the daughter transmitter Control voltage transmitted via lines plays an important role, because it is caused by phase jumps disturbed control voltage is unsuitable for good frequency control. The effort therefore, in such systems, the transmitted control voltage of disturbances to keep them away so that they are as constant as possible in frequency and amplitude to the subsidiary transmitter got.

Die erfindungsgemäße Lösung für die eingangs erläuterte Aufgabe ist für ein Gleichwellensendersystem der letztgenannten Art entwickelt, und zwar für ein solches Gleichwellensendersystenm, bei dem zur Frequenzkontrolle der Hochfrequenzgeneratoren der Tochtersender ein gedämpft arbeitender Regler verwendet wird.The solution according to the invention for the problem explained at the beginning is developed for a single-frequency transmitter system of the latter type, namely for such a single-frequency transmitter system, in which the frequency control of the high-frequency generators the daughter transmitter uses a damped controller.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei .derartigen Gleichwellensendern möglich ist, die Gleichlaufsteuerung der Hochfrequenzgeneratoren der Tochtersender mit der Grundwelle oder einer aus dieser in einem bestimmten Vervielfachungs- oder Teilungsverhältnis abgeleiteten Welle ,der Steuerspannung-durchzuführen, auch wenn diese Steuerspannung in ihrer Amplitude moduliert ist und somit einen nicht unerheblichen Seitenban.dbestandteil enthält. Entgegen dem aus der bisheri.gen Erfahrung sich entwickelten Prinzip; die Gleichlaufsteuerung mit einer möglichst unbeeinflußten Steuerspannung durchzuführen, ist also der erfindungsgemäße Vorschlag (darauf gerichtet, für die Steuerspannung eine Trägerfrequenz zu wählen und sie mit rder zu übertragenden Rundfunksendung zu modulieren. Demnach kann in an sich bekannter Weise die zur Übertragung der Steuerspannung erforderliche Leitung .gleichzeitig auch zur Übermittlung der Modulationsspannung zum Töchtersender hin ausgenutzt werden. Dieses bedeutet gerade für ein Rundfunkversorgungssystem, 'bei dein die eingangs- geschilderten Verhältnisse vorliegen, einen großen technischen Vorteil. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Vorschlages erfordert lediglich, die Dämpfung des die Tochtersenderfrequenz, steuernden Reglers derart groß zu wählen, ,d@äß die Seitenbanübestand,teile der drahtgerichteten modulierten Träger-EMK ohne Wirkung bleiben und demgemäß also. ,diese Träger-EMK entweder mit ihrer Grundwelle oder einer aus dieser ineinem bestimmten Vervielfachungs-oider Teilungsverhädtnis abgeleiteten Welle als Steuerspannung ohne Verwendung von Filter u. @dgl. an den Regler gelegt werden kann.The invention is based on the knowledge that there is Single frequency transmitters is possible, the synchronization control of the high frequency generators the daughter transmitter with the fundamental wave or one of this in a certain multiplication or division ratio derived wave, the control voltage-carry out, too when this control voltage is modulated in its amplitude and thus one is not Contains a negligible part of the sideband. Contrary to that from previous experience developed principle; the synchronization control with an as unaffected as possible To carry out control voltage, is therefore the proposal according to the invention (aimed at to choose a carrier frequency for the control voltage and to transmit it with rder Modulate broadcast broadcast. Accordingly, in a manner known per se, the for transmission the line required for the control voltage. at the same time also for the transmission of the Modulation voltage to the daughter transmitter can be used. This just means for a radio supply system, 'with your the above-mentioned conditions present a great technical advantage. The implementation of the invention The proposal only requires the attenuation of the subsidiary transmitter frequency controlling To choose the controller so large, that the Seitenbanübestand, parts of the wire-directed modulated carrier emf remain ineffective and accordingly. , this carrier emf either with its fundamental wave or one of this in a certain multiplication oider Division ratio derived wave as a control voltage without the use of filters etc. can be placed on the controller.

Die Patentliteratur kennt (bereits ein Gleichwellensendersystem der erstgenannten Art, dessen Tochtersendern die zur Übermittlung ihrer Trägerfrequenz und zur Modulation des Trägers dienenden Spannungen in Gestalt einer drahtgerichteten Träger-EMK zugeführt werden. Da bei diesem bekannten System die Tochtersenderfrequenz, wie erwähnt, aus der übermittelten .drahtgerichteten modulierten Trägerfrequenz gewonnen wird, ist es hierbei erforderlich, daß die dem Tochtersender zugeführte modulierte Energie in ihren Trägerteil und ihren Seitenbandteil durch Filter getrennt werden muß. Diese Filterung bedingt aber, wenn sie überhaupt mit frequenzabhängigen Netzwerken allein praktisch in ausreichendem Maße durchführbar ist, einen solchen Aufwand, .daß dieses Sendersystem zur Lösung der vorliegenden Aufgabe nicht in Betracht kommen könnte, .da ja die Versorgung nur mit einer Vielzahl von Sendern möglich ist, was natürlich die Anwendung einfacher Sentderschaltungen mit einem möglichst geringen Aufwand erfordert. Davon abgesehen müß: aber bei diesem bekannten Sendersystem irr Hinblick auf die erforderliche Filterung die drahtgerichtete Trägerfrequenz von vornherein so niedrig gewählt werden, daß eine einwandfreie Modulation und die dementsprechende Übertragung (der Mädulätionsspannung zu den Tochtersendern in der Güte, wie sie für Rundfunkzwecke heute erforderlich ist, ausgeschlossen ist. Im Hinblick auf diesen Umstand ergibt sich der wesentliche Vorteil des vorgeschlagenen Rundfunkversorgungssystems zum einen in dem geringen Aufwand und der relativ einfachen Senderschalltung bei den einzelnen Tochtersendern und zum anderen in der Erfüllung neuzeitlicher Förderungen, die an die klangtechnische übertr agungsgüte von Rundfunkanlagen gestellt werden nämlich durch Wahl einer ausreichend hohen Frequenz für .die .drahtgerichteten modulierten Träger.The patent literature already knows a single-frequency transmitter system from the first-mentioned type, whose daughter transmitters are responsible for transmitting their carrier frequency and voltages used for modulating the carrier in the form of a wire-directed one Carrier EMF are fed. Since in this known system the daughter transmitter frequency, as mentioned, from the transmitted .wire-directed modulated carrier frequency is obtained, it is necessary here that the daughter transmitter supplied modulated energy in its carrier part and its sideband part separated by filters must become. However, this filtering requires, if at all, frequency-dependent Networking alone is practically feasible to such an extent Effort, .that this transmitter system cannot be considered to solve the problem at hand could come, because the coverage is only possible with a large number of transmitters is what, of course, the application of simple sentder circuits with a possible requires little effort. Apart from that: but with this known transmitter system irr with regard to the required filtering, the wire-directed carrier frequency be chosen from the outset so low that a proper modulation and the Corresponding transmission (of the girl's tension to the subsidiary broadcasters in the Goodness such as is required for broadcasting purposes today is excluded. in the In view of this fact, there is the essential advantage of the proposed Broadcasting supply system on the one hand in the low cost and the relatively simple Transmitter noise at the individual daughter transmitters and on the other hand in the fulfillment of modern subsidies that affect the sound transmission quality of radio systems are made by choosing a sufficiently high frequency for .die .wire-directed modulated carrier.

Der gekennzeichnete Vorschlag wird im folgenden an Hand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The suggested proposal is illustrated in the following on the basis of the illustrated embodiments explained in more detail.

In der Ah'b. r ist die Mutterstation mit I, ein Tochtersender mit II bezeichnet. I und II sind durch ein Leitungssystem, entweder Freileitungen oder Kabel; miteinander verbunden. Es sei daraaif hingewiesen, daß das erfindungsgemäße System sich auch dort verwenden läßt, wo Freileitungen vorhanden sind, was bei dem bisher gebräuchlichen Gleichwellensystem schwierig .ist. Bei dem erfindungsgemäßen System wenden nämlich niedrigere Vervielfachungsgrade angewendet, und das System ist daher gegen Störungen, die auf Freileitungen bekanntlich häufig sind, weniger empfindlich.In the Ah'b. r is the mother station with I, a daughter transmitter with II designated. I and II are through a line system, either overhead lines or Cable; connected with each other. It should be noted that the inventive System can also be used where there are overhead lines, what with the the common common wave system up to now .is difficult. In the inventive This is because the system applies lower degrees of multiplication, and the system is therefore less effective against disturbances that are known to be frequent on overhead lines sensitive.

Der Muttersender I besteht aus einem Quarzosoi'llator i und fremdgesteuerten Stufen 2. Mit 3 ist der ModulationsverstäAzer bezeichnet, der in einer (der Stufen von 2 die Modulation bewirkt: Die Modulation wird dem Müttersender über .das Kabel 4 -zugeführt. Der Ausgang von a arbeitet auf die Verbindungsleitung nach II. In der A.bb. i ist der Hall dargestellt, daß Leitungsstücke q. mit Verstärkern 5 abwechseln. Die bei II ankommende modulierte Hochfrequenz wird einerseits einem Demodulator 6 zugeführt, der die Trägerfrequenz ausscheidet. In der Abb. i sind: beispielsweise Frequenzzahlen für die Trägerfrequenz und für die Seitenbänder eingetragen. Die Niederfrequenz wird einem Modulator 7 zugeführt, der Aden eigentlichen Tochtersender 8 moduliert.The mother transmitter I consists of a quartz oscillator i and an externally controlled one Step 2. The modulation amplifier is designated by 3, which is used in one of the steps of 2 causes the modulation: The modulation is transmitted to the mother transmitter via the cable 4 -supplied. The output of a is working on the connection line after II. In the A.bb. i the Hall is shown that line pieces q. with amplifiers 5 alternate. The modulated high frequency arriving at II becomes on the one hand a Demodulator 6 supplied, which separates the carrier frequency. In Fig. I are: for example, entered frequency numbers for the carrier frequency and for the sidebands. The low frequency is fed to a modulator 7, the A the actual daughter transmitter 8 modulated.

Der zweite Weg führt zu einer Vervielfachungsapparatur 9 an sich bekannter Art. Die Vervielfachungseinrichtung verarbeitet sowohl den hochfrequenten Träger als auch ,die aufmodulierte Niederfrequenz. io ist ein Verstärker, während i r eine Einrichtung zum Phasenvergleich darstellt. Es .ist in der Abbildung angenommen, .daß in der Vervielfachungsapparatur 9 eine Verzehnfachung der Trägerfrequenz erfolgt. Der Sender 8 arbeütet ebenfalls mit der zehnfachen Frequenz. Der Sender 8 wird durch einen Quarzoszillator 12 über einen Verstärker 13 gesteuert. Die Frequenz des Quarzoszililators kann durch einen Frequenzregler 14 beeinflußt werden, der im wesentlichen aus einem kleinen Kondensator besteht, der parallel zum Quarz liegt. Dieser Kondensator wird verstellt ,durch ein Antnieb,ssystem, ,dies nach Art eines richtkraftlosen Drehspulelementes ausgebildet ist (vgl. Lorenz Berichte 1936, Heft 3/q., S. 59). Aus dem Verstärker 13 wind ein Teil der vom Quarz-,oszillato@r erzeugten Frequenz entnommen und der Einrichtung i i, die einen Phasenvergleich vornimmt, zugeführt. Beim Auftreten von Phasenabweichungen wird der Frequenzregler beeinflußt. Auch das Arbeiten derartiger Phasenvergleichseinrichtungen ist ,durch die vorerwähnte Literaturstelle (Seite 57) an sich bekannt. Im vorliegenden Fall unterscheidet es sich jedoch dadurch, daß im Ausgang die Modulationsfrequenzen mehr oder weniger stark verzerrt erscheinen. Verzerrt sind sie deshalb, weil .bei 9 eine Vervielfachung vorgenommen wird, die auch die Seitenbänder vervielfacht. Dieser Umstand ist jedoch für das Arbeiten des Systems belanglos, da der Frequenzregler 14 mit einer mechanischen Dämpfung, vorzugsweise Öldämpfung, ausgerüstet ist, so daß nur Modulationen unter 0,5 Hz eine Beeinflussung bewirken können, die jedoch praktiisch nicht auftreten.The second route leads to a multiplication apparatus 9 of a type known per se. The multiplication device processes both the high-frequency carrier and the modulated low-frequency. io is an amplifier while ir is a means for phase comparison. It is assumed in the figure that the carrier frequency is increased tenfold in the multiplication apparatus 9. The transmitter 8 also works with ten times the frequency. The transmitter 8 is controlled by a crystal oscillator 12 via an amplifier 13. The frequency of the quartz oscillator can be influenced by a frequency controller 14 which essentially consists of a small capacitor which is parallel to the quartz. This capacitor is adjusted by a drive system, which is designed in the manner of a directionless moving coil element (cf. Lorenz reports 1936, volume 3 / q., P. 59). A part of the frequency generated by the quartz oscillator is taken from the amplifier 13 and fed to the device ii, which carries out a phase comparison. If phase deviations occur, the frequency controller is influenced. The operation of such phase comparison devices is also known per se from the aforementioned literature reference (page 57). In the present case, however, it differs in that the modulation frequencies appear more or less strongly distorted at the output. They are distorted because. At 9 a multiplication is carried out, which also multiplies the sidebands. However, this fact is irrelevant for the operation of the system, since the frequency controller 14 is equipped with mechanical damping, preferably oil damping, so that only modulations below 0.5 Hz can have an influence, which, however, do not occur in practice.

In dien Abb. 2 und 3 sind verschiedene Abwandlungen des bisher beschriebenen Systems dargestellt. Abb. 2 zeigt einen Muttersender, bei dem ,der Quarzoszill:ator eine Frequenz erzeugt, die höher bzw. tiefer ist als die von -der Mutterstation zu den Tochtersendern übermittelte. Es ist eine Anordnung zur Frequenzteilung bzw. Frequenzvervielfachung 15 vor den Verstärker 2 geschaltet. i kann beispielsweise @die zehnfache Frequenz erzeugen, wie ,dies in der Abbildung eingetragen ist.In Figs. 2 and 3 there are various modifications of what has been described so far System shown. Fig. 2 shows a master transmitter in which, the quartz oscillator: ator generates a frequency that is higher or lower than that of the parent station transmitted to the subsidiary broadcasters. It is an arrangement for frequency division or Frequency multiplier 15 connected upstream of amplifier 2. i can for example @ generate ten times the frequency as shown in the figure.

Die Abb.3 zeigt eine Anordnung, die es gestattet, mit einem. nicht ganzzahligen Verhältnis zwischen der zu den Tochtersendern übermittelten Frequenz und der ausgestrahlten Frequenz zu arbeiten. Vor (die Vervielfachungseinrichtung g i.st ein Frequenzteiler 16 geschaltet. Die übrigen Teile sind dieselben wie in Abb. i ,und der Übers;ichtlichkeithalber .mit .gleichen Bezugszeichen verseben. Im dargestellten Fall ist angenommen, daß die zum Tochtersender übermittelte Frequenz von i5o kHz durch 5 auf 30 kHz geteilt wind und dann durch ,die Vervielfachung auf die 36fache Frequenz, d. h. io,8o'kHz, gebracht wird. Aus den Zahlenbeispielen ist ohne weiteres zu ersehen, @daß auch nicht ganzzahlige Verhältnisse zwischen übertragener und ausgestrahlter Frequenz erzeugt werden können. Dabei ist es auch möglich, daß die Teilung bei 16 in einem nicht ganzz.abligen Verhältnis vorgenommen wird, wie es an ,sich @bdkannt ist.The Fig.3 shows an arrangement that allows, with a. non-integer ratio between the frequency transmitted to the subsidiary transmitters and the broadcast frequency. A frequency divider 16 is connected in front of the multiplier device. The other parts are the same as in Fig. I, and for the sake of clarity have been given the same reference numerals. In the case shown, it is assumed that the frequency transmitted to the subsidiary transmitter is 150 kHz divided by 5 to 30 kHz and then by, the multiplication is brought to 36 times the frequency, ie 10.8o'kHz. From the numerical examples it can be seen without further ado that also non-integer ratios between transmitted and radiated frequency are generated It is also possible that the division at 16 is made in a non-integer ratio, as it is known from.

Claims

PATENT CLAIMS: i. For the distribution of radio broadcasts via .modulated carrier waves serving system, whose transmitters working on the same wave are equipped with independent high-frequency generators and in which a damped controller is provided for the frequency control of the subsidiary transmitters, characterized in that! a frequency of the carrier frequency range is selected for the voltage which is supplied via the line and which controls the transmitter synchronization control and this carrier EMF is modulated in operation with the broadcast to be transmitted and directly with its fundamental wave or a wave derived from it in a certain multiplication or division ratio as control voltage works on the controller whose attenuation is selected so large that the sideband components of the wire-directed modulated carrier E.MK have no effect.

2. Appendix after Claim i, characterized in that the line network carrying the modulated carrier EMF at the same time to supply subscribers in the manner of high-frequency wire radio is exploited.

3. Plant according to claim 2, further characterized in that by the line network is transmitted more than a modulated high-frequency carrier.