DE903824C

DE903824C - Electrical signal receivers, in particular audio frequency signal receivers

Info

Publication number: DE903824C
Application number: DEM4081A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Martin Jaenke
Original assignee: Mix und Genest AG
Current assignee: Mix und Genest AG
Priority date: 1950-06-15
Filing date: 1950-06-15
Publication date: 1954-02-11
Also published as: NL80217C

Description

Elektrischer Signalempfänger, insbesondere Tonfrequenzsignalempfänger Die Erfindung bezieht sich auf Empfangseinrichtungen für Signale einer bestimmten Frequenz oder von Signalen, die sich aus mehreren bestimmten Frequenzen zusammensetzen und dazu dienen sollen, eine Weitergabeschaltung auszulösen, während beim Auftreten anderer Frequenzen oder eines Frequenzgemisches, auch wenn dieses die Signalfrequenzen mit enthält, eine Auslösung der Weitergaheschaltung mit Sicherheit verhindert werden soll.Electrical signal receivers, in particular audio frequency signal receivers The invention relates to receiving devices for signals of a specific Frequency or signals that are composed of several specific frequencies and are intended to trigger a relay circuit while upon occurrence other frequencies or a mixture of frequencies, even if this is the signal frequencies with contains, a triggering of the continuation circuit can be prevented with certainty target.

Derartige Signalempfänger werden insbesondere in Nachrichtenübertragungsanlagen verwendet, in denen über die gleichen Leitungen 'Signale, z. B. Anrufsignale, Wahlimpulse u. dgl., sowie Sprachfrequenzen übertragen werden und in denen die Signale als im Sprachfrequenzband liegende Wechselstromzeichen übertragen werden. Es entsteht hierbei als wichtigstes Problem, mit Sicherheit zu verhindern, daß die Empfangseinrichtung fehlerhaft durch die im Sprachfrequenzband enthaltenen, den Signalfrequenzen entsprechenden Frequenzen zum Ansprechen gebracht wird. Es ist bereits eine große Zahl von Anordnungen bekannt, die dieses Problem nach verschiedenen Prinzipien zu lösen versuchen. Die bekanntesten dieser Anordnungen sind die sogenannten Sprachsperren, die unter Anwendung von Selektionsmitteln einmal die Signalfrequenz allein aussieben und nach Gleichrichtung auf ein Empfangsrelais zur Einwirkung bringen und andererseits durch andere Frequenzen außer der Signalfrequenz das Signalerrpfangsreläis unempfindlich machen oder sperren.Such signal receivers are used in particular in communication systems used in which 'signals, e.g. B. call signals, dialing pulses and the like., As well as voice frequencies are transmitted and in which the signals as im AC signals lying in the voice frequency band are transmitted. It arises here as the most important problem, to prevent the receiving device from securely faulty due to the signal frequencies contained in the voice frequency band that correspond to the signal frequencies Frequencies is made to respond. There is already a large number of arrangements known who try to solve this problem according to various principles. the The most well-known of these arrangements are the so-called language locks that are used of selection means once to filter out the signal frequency alone and after rectification on a receiving relay and on the other hand by other frequencies apart from the signal frequency, make the signal receiving relay insensitive or block it.

Als besondere Ausführung dieser Art ist auch bereits vorgeschlagen worden, Subharmonische der Signalfrequenz, die bei reinem Signalfrequenzempfang nicht vorhanden sind, im Sprachfrequenzband jedoch zwangsläufig mit auftreten, auszusieben und zur Sperrung heranzuziehen. Ein Nachteil dieser Anordnungen ist- der verhältnismäßig große Aufwand, insbesondere für die Selektionsmittel, der besonders dann ins Gewicht fällt, wenn die Signale aus einer Kombination mehrerer Frequenzen gebildet werden, die dann einzeln ausgesiebt bzw. gesperrt werden müssen. Allerdings wird hierdurch die Sprachsicherheit beträchtlich erhöht.A special embodiment of this type has also already been proposed been, subharmonics of the signal frequency that occur in pure signal frequency reception not are present, but inevitably occur in the voice frequency band and to use for blocking. A disadvantage of these arrangements is that they are relative great effort, especially for the selection means, which is particularly important falls if the signals are formed from a combination of several frequencies, which then have to be screened out or blocked individually. However, this does Speech security increased considerably.

Ein anderes Verfahren besteht in der Verwendung von Begrenzerschaltmitteln, die z. B. als Spannungsbegrenzer dem Signalgleichrichter vorgeschaltet sind und bei Vorhandensein anderer als der Signalfrequenzen wirksam werden oder die eine nichtselektive Vorspannungsregelung .des Signalgleichrichters bewirken, der gleichzeitig als selektiver Verstärker für die Signalfrequenz arbeitet.Another method consists in the use of limiter switching devices, the z. B. are connected upstream of the signal rectifier as a voltage limiter and become effective in the presence of other than the signal frequencies or one cause nonselective bias control .of the signal rectifier, which simultaneously works as a selective amplifier for the signal frequency.

Es sind schließlich Empfänger bekannt, bei denen eine Röhre, in deren Anodenkreis das Signalrelais liegt, hinsichtlich des Signalempfangs als Gleichstromverstärker ausgenutzt wird. Auch hier werden die Signalfrequenzen aus dem Anodenkreis mit Hilfe von Selektionsmitteln ausgesiebt und gleichgerichtet. Ihr Richtstrom beeinflußt die Gitterv orspannung derart, daß sich eine sprunghafte Änderung des Anodenstromes ergibt, die das Relais zum Ansprechen bringt. Der Sprachschutz wird hierbei dadurch gewährleistet, daß im Anodenkreis vermittels eines aperiodischen Kreises aus den signalfremden Frequenzen ebenfalls ein Richtstrom gewonnen wird; der entweder verhindert, daß die aus den Selektionskreisen stammenden Richtströme das Gitter der Röhre überhaupt beeinflussen, oder der eine Beeinflussung der Gittervorspannung mit einem Vorzeichen bewirkt, das der von den Selektionskreisen stammenden Beeinflussung entgegengesetzt ist.Finally, there are receivers known in which a tube in which The signal relay is located in the anode circuit as a direct current amplifier with regard to signal reception is exploited. Here, too, the signal frequencies from the anode circuit are used sifted out by selection means and rectified. Your directional current affects the grid bias in such a way that there is a sudden change in the anode current results, which brings the relay to respond. The speech protection is thereby ensures that in the anode circle by means of an aperiodic circle from the a directional current is also obtained for frequencies foreign to the signal; who either prevents that the directional currents coming from the selection circles reach the grid of the tube at all affect, or the one influencing the grid bias with a sign causes the opposite of the influence originating from the selection circles is.

Diese und ähnliche Empfangsanordnungen weisen jedoch gemeinsam den Nachteil auf, daß die gewünschte Sprachsicherheit nur innerhalb eines kleinen Pegelbereiches erzielt wird, während bei größeren Signalamplituden größere Verzerrungen auftreten, die unter Umständen das Wirksamwerden der Empfänger nicht nur bei Sprachempfang, sondern auch bei Signalempfang verhindern.However, these and similar receiving arrangements have in common the Disadvantage that the desired speech security only within a small level range is achieved, while larger signal amplitudes result in greater distortion, which may make the recipient effective not only in the case of voice reception, but also prevent it when receiving a signal.

Bei einer bekannten Anordnung eines Signalempfängers mit Sprachsperre wird dieser Nachteil durch Anwendung einer amplitudenabhängigen Gegenkopplung über eine nichtlineare Widerstandsanordnung weitgehend beseitigt. Die Regelung erfolgt dabei allerdings aperiodisch und hat demnach für Signal- und Sprachfrequenzen die gleiche Charakteristik.In a known arrangement of a signal receiver with speech lock this disadvantage is achieved by using an amplitude-dependent negative feedback a non-linear resistor arrangement largely eliminated. The regulation takes place however aperiodic and therefore has the for signal and speech frequencies same characteristic.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, bei minimalem Aufwand eine selektive Regelung für den Signalpegel zu schaffen und sicheren Sprachschutz zu gewährleisten. Hierbei wird eine Empfängerschaltung verwendet, die als eine Kombination der beiden obengenannten Haupttypen angesprochen «-erden kann. Die Weitergabeschaltung mit den Gleichrichtern und den Signalrelais ist über auf die Signalfrequenzen abgestimmte Übertrager an den Anodenkreis der Röhre gekoppelt. Die Signalpegelregelung und die Erhöhung der Sprachsicherheit wird durch aus dem Anodenkreis abgeleitete Richtströme bewirkt, die dem Gitter der Röhre zugeführt werden und dessen Vorspannung im gleichen Sinn der Verminderung des Verstärkungsgrades der Röhre beeinflussen.The invention is based on the task, with minimal effort to create selective regulation for the signal level and to provide secure speech protection guarantee. Here, a receiver circuit is used which acts as a combination of the two main types mentioned above. The relay circuit with the rectifiers and the signal relays is matched to the signal frequencies Transformer coupled to the anode circuit of the tube. The signal level control and the The speech security is increased by directional currents derived from the anode circuit causes which are fed to the grid of the tube and its bias in the same Affect the sense of reducing the gain of the tube.

Um bei Signalempfang für die Signale eine Pegelregelung zu erhalten, bei Empfang von Frequenzgemischen dagegen eine völlige oder nahezu vollkommene Sperrung der Röhre zwecks Sprachschutz zu bewirken, müssen die Beträge der aus denn Anodenkreis aus .den dort auftretenden Signal-und Fremdfrequenzen abgeleiteten Regelspannungen für reine Signalfrequenzen einerseits und alle anderen Frequenzen bzw. Frequenzgemische andererseits eine unterschiedliche Abhängigkeit von der Größe der Empfängereingangsspannung besitzen.In order to obtain level control for the signals when a signal is received, when receiving mixed frequencies, on the other hand, a complete or almost complete blocking of the tube for the purpose of speech protection, the amounts of the from the anode circuit control voltages derived from the signal and external frequencies occurring there for pure signal frequencies on the one hand and all other frequencies or frequency mixtures on the other hand, a different dependence on the size of the receiver input voltage own.

Die Erfindung sieht daher einen elektrischen Signalempfänger mit Sprachschutz und Regelung des Verstärkungsgrades, insbesondere Tonfrequenzsignalempfänger, mit durch das Sprachband gesteuerter Signalverstärkerröhre, die über Selektionskreise für die Signalfrequenzen die Signale weitergibt und mit Hilfe eines aperiodischen Übertragers und eines Gleichrichtergliedes die den Sprachschutz bewirkende Verriegelungsspannung erzeugt, vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß den Selektionskreisen eine Spannung entnommen wind, die im aperiodischen Übertrager die Signalfrequenzen so weit kompensiert, daß sich eine Pegelregelung für die Signalspannung ergibt.The invention therefore provides an electrical signal receiver with speech protection and regulation of the gain, in particular audio frequency signal receiver, with signal amplifier tube controlled by the voice band, which has selection circuits for the signal frequencies the signals pass on and with the help of an aperiodic Transformer and a rectifier element, the interlocking voltage effecting the speech protection generated before, which is characterized in that the selection circuits a voltage taken from wind, which compensates the signal frequencies in the aperiodic transmitter to such an extent that that there is a level control for the signal voltage.

Es wird also erreicht, daß die Verstärkerröhre bei Empfang von anderen Frequenzen als den Signalfrequenzen bzw. bei Empfang von Frequenzgemischen, welche die Signalfrequenzen enthalten, so weit heruntergeregelt wird, daß sie unempfindlich wird, während. bei Empfang von Signalfrequenzen allein eine Regelung der Nutzverstärkung nur in dem erwünschten Regelbereich erfolgt. Die Vorteile dieser Anordnung sind besonders darin zu erblicken, daß die Sprachsicherheit gegenüber den bekannten Anordnungen noch weiter erhöht wird, da der Regelbereich den verschiedenen Betriebsfällen individuell angepaßt ist und daß dieser erhöhte Sprachschutz mit einem verminderten Aufwand verwirklicht werden kann, da das Herabregeln des Signalverstärkers bei Empfang anderer Frequenzen die Verwendung besonderer Sperrglieder mit den dazugehörigen Selektionsmitteln, wie sie bisher bei Sprachsperren üblich waren, überflüssig macht.It is thus achieved that the amplifier tube when receiving from others Frequencies than the signal frequencies or, when receiving mixed frequencies, which contain the signal frequencies, is turned down so far that they are insensitive will while. when receiving signal frequencies, only a control of the useful gain only takes place in the desired control range. The advantages of this arrangement are especially to be seen in the fact that the language security compared to the known arrangements is increased even further, since the control range is individual to the various operating cases is adapted and that this increased speech protection with a reduced effort can be realized because the downregulation of the signal amplifier when receiving others Frequencies the use of special blocking elements with the associated selection means, makes it unnecessary, as was previously the case with speech blocks.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, dessen Schaltungsanordnung in der Abbildung dargestellt ist. Die Abbildung zeigt einen Tonfrequenzwahlempfänger mit Regelschaltung für zwei Signalfrequenzen. Die Erfindung ist jedoch prinzipiell auch bei in anderer Weise ausgebildeten Tonfrequenzübertragüngsverfahren anwendbar. Der Tonfrequenzempfänger besteht zunächst in an sich bekannter Weise aus einem Verstärker 2, dessen Eingangsübertrager i die über den Übertragungskanal ankommenden Tonfrequenzsignale einschließlich Fremdspannungen wie Sprache oder Störspannungen zugeführt werden. Der übertragungskanal kann dabei sowohl niederfrequent als auch trägerfrequent betrieben werden. ,Die in der Röhre 2 verstärkten Spannungen gelangen auf die im Anodenkreis angeordneten Resonanzkreise 3 und 4, die auf die beiden Signalfrequenzen f1 und f2 abgestimmt sind. Die an diesen Kreisen auftretenden Signalspannungen werden abgegriffen, anschließend gleichgerichtet und den Signalempfangsrelais 5 und 6 zugeführt. Soweit entspricht die Anordnung, wenigstens im Prinzip, dem bekannten. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist die Induktivität des Schwingungskreises als Übertrager ausgebildet, von dessen Sekundärwicklung die Resonanzspannung abgegriffen und dem Gleichrichter zugeführt wird. Es werden dabei nur bei Aufnahme der reinen Signalfrequenzen für die Betätigung der Empfangsrelais ausreichende Energien übertragen. Der Signalstromkreis wird nur :dann geschlossen, wenn beide Relais 5 und 6 gleichzeitig erregt sind und ihre Kontakte 7 und 8 geschlossen haben (Weitergabeschaltung).Further advantages emerge from the following description of a Exemplary embodiment, the circuit arrangement of which is shown in the figure. The illustration shows a tone frequency selection receiver with a control circuit for two signal frequencies. In principle, however, the invention is also applicable to audio frequency transmission methods designed in a different manner applicable. The audio frequency receiver initially exists in a manner known per se from an amplifier 2, whose Input transformer i over the Transmission channel incoming audio frequency signals including external voltages how speech or interference voltages are supplied. The transmission channel can can be operated at both low and carrier frequencies. That in the tube 2 increased voltages reach the resonance circuits arranged in the anode circuit 3 and 4, which are matched to the two signal frequencies f1 and f2. The ones on these Signal voltages occurring in circles are tapped, then rectified and the signal receiving relays 5 and 6 are supplied. As far as the arrangement corresponds at least in principle, the known. In the selected embodiment is the inductance of the oscillating circuit is designed as a transformer from its secondary winding the resonance voltage is tapped and fed to the rectifier. It will only when recording the pure signal frequencies for actuating the receiving relay transmit sufficient energies. The signal circuit is only: then closed, when both relays 5 and 6 are energized at the same time and their contacts 7 and 8 are closed have (relay circuit).

Um die für den erfindungsgemäßen Empfänger hei Empfang von reinen Signalfrequenzen einerseits und Fremdfrequenzen bzw. Frequenzgemischen andererseits notwendigen, unterschiedlichen Regelcharakteristiken zu erzielen, ist in Reihe zu den Selektionskreisen ein aperiodischer Übertrager 9 geschaltet. Ferner sind die Übertrager, i i und. 12 der Selektionskreise mit je einer weiteren Wicklung 13 bzw. 14, ausgerüstet, und diese Wicklungen sind mit der Sekundärwicklung des aperiodischen Übertragers 9 gegensinnig in Reihe geschaltet. Sämtliche Frequenzen geben an dem aperiodischenÜbertrager eine gleichmäßig hohe Spannung ab. Treten daher im Anodenkreis nur die Signalfrequenzen auf, so ergibt sich, da an den Selektionskreisen 3 und 4 ebenfalls Spannungen der Signalfrequenzen auftreten, bei entsprechender Bemessung der Übersetzungsverhältnisse der Übertrager 9, 11 und 12 und Gegeneinanderschaltung der abgegriffenen Spannungen eine weitgehende Kompensation der aus den Signalfrequenzen abgeleiteten Spannungen. Die dem Gleichrichterglied io zugeführte resultierende Spannung ist daher klein und ergibt auch nur eine kleine Regelspannung. Sie wird zweckmäßig so bemessen, daß die Nutzverstärkung in dem gewünschten Pegelbereich gerade genügend ausgeregelt wird.In order for the receiver according to the invention to receive pure Signal frequencies on the one hand and extraneous frequencies or frequency mixtures on the other To achieve the necessary, different control characteristics is in series to An aperiodic transformer 9 is connected to the selection circuits. Furthermore, the Transformer, i i and. 12 of the selection circles each with a further winding 13 resp. 14, and these windings are connected to the secondary winding of the aperiodic Transformer 9 connected in series in opposite directions. All frequencies give on that aperiodic transmitter from a uniformly high voltage. Therefore occur in the anode circuit only the signal frequencies, it follows that the selection circles 3 and 4 voltages of the signal frequencies also occur, with appropriate dimensioning of the transmission ratios of the transformers 9, 11 and 12 and interconnection of the tapped voltages an extensive compensation of the from the signal frequencies derived stresses. The resultant fed to the rectifier element io The voltage is therefore small and results in only a small control voltage. she will expediently dimensioned so that the useful gain is in the desired level range is regulated just enough.

Sind neben den Signalfrequenzen andere Frequenzen oder auch nur Fremdfrequenzen im Anodenkreis vorhanden, so ergibt sich eine große resultierende Spannung, da die etwa mitenthaltenen Signalfrequenzen nur einen Bruchteil der Gesamtenergie darstellen und nur für diese Frequenzen eine Spannungskompensation erfolgt. Diese große resultierende Spannung erzeugt in dem gleichen Gleichrichterglie@d io eine hohe negative Regelspannung, durch die die Röhre 2 so weit heruntergeregelt wird, daß sie unempfindlich wird. Die verschiedenen Regelcharakteristiken werden also zwangsläufig in einem gemeinsamen Gleichrichterglied einfachsten Aufbaus erzeugt. Die Regelschaltung erfüllt dabei gleichzeitig zwei Aufgaben: i. die Ausregelung des oder der Nutzsignale in dem geforderten Pegelbereich und 2. eine scharfe Empfindlichkeitsverminderung bei Fremdfrequenzen und damit einen sicheren Sprachschutz, der in weitem Regelbereich einwandfrei wirksam ist. Die Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dabei durch einen außerordentlich niedrigen Aufwand und besonders einfache Schaltungsanordnung aus.In addition to the signal frequencies, are other frequencies or only extraneous frequencies present in the anode circuit, there is a large resulting voltage, since the The signal frequencies included represent only a fraction of the total energy and voltage compensation only takes place for these frequencies. This great resulting Voltage generates a high negative control voltage in the same rectifier element, through which the tube 2 is regulated down so far that it becomes insensitive. The different control characteristics are therefore inevitably in one common Generated rectifier element of the simplest construction. The control circuit fulfills it two tasks at the same time: i. the adjustment of the useful signal (s) in the required one Level range and 2. a sharp reduction in sensitivity in the case of extraneous frequencies and with it a secure voice protection that works perfectly in a wide range of rules is. The arrangement according to the invention is characterized by an extraordinary low effort and particularly simple circuit arrangement.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Electrical signal receiver with speech protection and regulation of the gain, in particular audio frequency signal receiver, with signal amplifier tube controlled by the voice band, which has selection circuits for the Signalfreqenzen passes the signals on and with the help of an aperiodic Transformer and a rectifier element, the interlocking voltage effecting the speech protection generated, characterized in that a voltage is taken from the selection circuits which compensates the signal frequencies in the aperiodic transmitter to such an extent that that there is a level control for the signal voltage.

2. Signal receiver after Claim i, characterized in that the inductance of the selection circuit or circuits (3, 4) is formed by the primary windings of transformers (i 1, 12) whose secondary windings (13, 14) connected in series in opposite directions with that of the aperiodic transformer (9) are.

3. Signal receiver according to claim i and 2, characterized in that the Transformer (9, 11, 12) are dimensioned so that the resulting control voltage at Reception of frequencies other than the signal frequencies or of mixed frequencies in a wide amplitude range the amplifier tube regulates down so far that its Gain is no longer sufficient to pass the relay circuit (5, 6, 7, 8) for the To operate signal frequencies, while when receiving signal frequencies only the resulting control voltage is so small that the useful gain in the required level range is sufficiently regulated and the relay circuit responds with certainty and works without distortion. Tightened .prints: German Patent No. 711 592; U.S. Patent No. 2,496,784; European Telefondienst, 19.42, pp. 43 to 57; British Patent Specification No. 485,652; 495 162.