DE936401C

DE936401C - Mehrkanal-Nachrichtenuebertragungsanlage mit Impulsphasenmodulation

Info

Publication number: DE936401C
Application number: DEI5402A
Authority: DE
Inventors: Charles William Earp
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1951-01-10
Filing date: 1952-01-10
Publication date: 1955-12-15
Also published as: CH322833A; DE937474C; US2860185A; BE521535A; GB679901A; US2784255A; BE508338A; CH333408A; FR1090001A

Description

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1955

BIBUOTHEK

DES DEUTSCHEN

PATEMTAMTES

15402 Villa/ 21 a⁴·

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Impulsübertragungsverfahren, und zwar auf solche, in denen die von der Signalwelle modulierten Impulse ihrerseits die Frequenz einer der Übertragung dienenden Trägerwelle modulieren.

Bei Impulsphasenmodulation werden die Signalamplituden üblicherweise durch Impulse wiedergegeben, die alle das gleiche Vorzeichen haben und gegenüber einer Bezugslage eine bestimmte Zeitauslenkung besitzen. Die modulierten Impulse könnten direkt übertragen werden. Aber es ist gebräuchlicher, sie durch Modulation einer Trägerwelle zu übertragen. Bei Frequenzmodulation sieht man gewöhnlich einen Oszillator vor, ■ der fortlaufend Schwingungen geeigneter Frequenz erzeugt, und läßt jeden Impuls die Frequenz des Oszillators gemäß der Amplitude des Impulses modulieren. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die zur Wiedergabe der Impulse notwendige Bandbreite kleiner ist als die, die zur Übertragung durch Amplituden- oder Phasenmodulation erforderlich ist.

Der Grund hierfür ist folgender: Da der größte Teil der ausgestrahlten Energie bei der Ampli-

tudenmodulation in einem schmaleren Frequenzband liegt, ist die theoretisch zur Signalübertragung notwendige Brandbreite bei Frequenzmodulation größer als bei Amplitudenmodulation. Jedoch verursachen die scharfen Übergänge an den Vorder- und Hinterkanten der Impulse eine Bandspreizung. Diese ist bei Amplitudenmodulation viel größer als bei Frequenzmodulation. In ähnlicher Weise ist die Bandspreizung bei Phasenmodulation ίο größer als bei Frequenzmodulation. Bei Frequenzmodulation ist die Amplitude der Trägerwelle konstant, und die Impulse erzeugen nur sprunghafte Änderungen in der Frequenz der Trägerwelle. Es treten dabei keine Unstetigkeiten in der Amplitude oder der Phase auf.

Bei Impulsphasenmodulation ist der kennzeichnende Parameter die Zeitlage des Impulses. In der Praxis wird am Empfänger die Zeitlage nur einer Kante des Impulses ausgenutzt, während die der anderen daher ungenutzt bleibt. Es kann demnach Übertragungszeit eingespart werden, wenn nur eine Kante, vorzugsweise die vordere, übertragen wird. In der Praxis dauert das Zustandekommen der Hinterkante des Impulses länger "als das der Vorderkante. Wenn also nur die vordere Kante übertragen wird, so wird mehr als die Hälfte der Zeit eingespart, die zum Aufbau eines vollständigen Impulses notwendig ist.

Das Verfahren der Frequenzmodulation hat die vorteilhafte Eigenschaft, daß sowohl positive als auch negative Änderungen leicht übertragen werden können. Dies kann dazu benutzt werden, in der schon angedeuteten Weise zu einer Einsparung an Übertragungszeit zu kommen. In der Telegrafie überträgt man schon seit Jahren »Strom«- und »Trennschritte«. Der Strom, welcher über eine Leitung übertragen wird, hat während der Stromschritte und der Trennschritte bestimmte, verschiedene Werte. In Wirklichkeit bilden die Änderungen des Leitungsstromes, die zwischen Strom- und Trehnschritten auftreten, die die Nachricht tragenden Signale. Sie sind abwechselnd positiv und negativ. Die Welle, die über die Leitung gesendet wird, stellt sich daher als eine Reihe von Rechteckimpulsen dar, wenn man von Verzerrung absieht. Die Vorder- und Hinterkanten dieser Rechteckimpulse stellen die tatsächlichen Signale dar.

In der Frequenzsprungtelegrafie modulieren die obenerwähnten Rechteckimpulse die Frequenz eines Trägerwellenoszillators, so daß Wellen einer Frequenz während der Stromschritte und Wellen einer anderen Frequenz während der Trennschritte fortlaufend übertragen werden.

Das Grundsätzliche der vorliegenden Erfindung besteht darin, den eben beschriebenen Telegrafierprozeß auf die Übertragung von phasenmoduMerten Impulsen durch Frequenzmodulation anzuwenden. Die Impulse selbst sind dabei von einer aus mehreren Frequenzen oder aus einem Frequenzband bestehenden Signalwelle, wie z. B. der Sprache, moduliert. Der durch diese Frequenzmodulation erzielte Vorteil besteht darin, daß das Signal, welches jeden Impuls darstellt, durch eine Frequenzänderung in nur einer Richtung gegeben ist. und daß die zur Ausführung einer solchen Änderung erforderliche Zeit wesentlich geringer ist als die, welche zur Übertragung eines vollständigen Impulses gemäß dem Stand der Technik notwendig ist. Während nämlich im zweiten Fall sowohl die Aufbau- als auch die Abklingzeit benutzt werden müssen, ist hier nur eine von beiden erforderlich. Man benutzt vorzugsweise die Vorderkante des Impulses, weil die Aufbauzeit gewöhnlich kleiner ist als die Abklingzeit.

Nach der Erfindung wird also weniger Zeit zum Zustandekommen der Signale in Anspruch genommen. Daher wird es möglich, die Anzahl der Kanäle, die bei gegebener maximaler Zeitauslenkung vorgesehen werden können, zu vergroßem. Andernfalls kann auch die Anzahl der Kanäle dieselbe bleiben, während die maximale Zeitauslenkung vergrößert und damit der Geräuschabstand verbessert wird.

Diese Vorteile werden erfindungsgemäß bei einem Mehrkanal-Nachrichtenübertragungsverfahren mit Impulsphasenmodulation, bei dem eine Reihe von Impulsen, die verschiedenen Kanälen angehören, übertragen wird, dadurch erzielt, daß.die Impulse der Reihe eine Trägerwelle modulieren; indem sie go die Frequenz des Trägers in der gleichen Richtung sprunghaft ändern.

Während sich bei dem obenerwähnten Telegrafieverfahren aufeinanderfolgende Frequenzsprünge auf dasselbe Signal beziehen, sind sie hier im allgemeinen verschiedenen Signalen zugeordnet.

Obwohl die Erfindung auf beliebige Impulsphasenmodulationssysteme Anwendung finden kann, ist sie in Verbindung mit dem bereits vorgeschlagenen »Mehrdeutigkeitspfinzip« von besonderem Vorteil.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. ι Blockschaltbild des Senders für Impulsphasenmodulation gemäß der Erfindung, Fig. 2 Schalteinzelheiten eines Teiles von Fig. 1, Fig. 3 graphische Darstellung, die zur Erläuterung der Wirkweise des hier beschriebenen Systems benutzt wird,

Fig. 4 Blockschaltbild des Empfängers,

Fig. S Schalteinzelheiten einer anderen Form des obenerwähnten Teiles von Fig. 1. • Zur Veranschaulichung der Erfindung wird ein Impulsphaserimodulationssystem mit sechs Kanälen beschrieben. Die Anordnung kann jedoch auf jede beliebige Anzahl von Kanälen· Anwendung finden.

Fig. ι zeigt die Sendeanordnung dieses Systems. Sie enthält einen Steueroszillator 1, der Wellen einer Frequenz erzeugt, die der benutzten Abtastfrequenz gleich ist. Diese kann beispielsweise 10 kHz betragen. Die Wellen werden auf eine Leitung 2 gegeben, an der acht einander gleiche, einstellbare Phasenschieber 3 bis 10 liegen. Von den Phasenschiebern 5 bis 10 ist jeder mit einem der Phasenmodulatoren 11 bis 16 verbunden, ent-

sprechend den sechs Kanälen des Systems. Die Eingangsklemmen für die modulierenden Signale jedes Kanals sind mit den Bezugszeichen 17 bis 22 versehen.

Weiter sind acht einander gleiche Impulsgeneratoren 23 bis 30 vorgesehen. Die Generatoren 23 und 24 sind mit den Ausgängen der Phasenschieber 3 bzw. 4 verbunden. Sie erzeugen ein Paar unmodulierte Synchronisierimpulse. Die übrigen Generatoren 25 bis 30 liegen jeweils am Ausgang eines der Phasenmodulatoren 11 bis 16. Die Impulsgeneratoren erzeugen phasenmodulierte Impulse für die Kanäle 1 bis 6. Ferner ist ein Kippgerät oder Multivibrator 31 vorgesehen. Er ist von bekannter Bauart und besitzt zwei stabile Zustände. Die den ungeradzahlig bezeichneten Kanälen zugeordneten Impulsgeneratoren 25, 27 und 29 liegen an der Eingangsklemme 32 des Multivibrators. Jeder Impuls eines dieser Generatoren läßt den Multivibrator vom einen Zustand in den anderen Zustand kippen. Die den geradzahligen Kanälen entsprechenden Impulsgeneratoren 26, 28 und 30 sind mit der anderen Eingangsklemme 33 des Multivibrators verbunden. Jeder Impuls eines dieser Generatoren bringt den Multivibrator in der anderen Richtung zum kippen. Die Anodenspannung einer der Röhren des Multivibrators moduliert die Frequenz eines Trägerwellenoszillators 34. Sein Ausgang führt zu einer koaxialen Leitung (nicht gezeigt), einem Funksender (auch nicht gezeigt) oder einem anderen Übertragungsgerät.

Die Phasenmodulatoren 11 bis 16 können von irgendeiner bekannten Bauart sein. Die Impulsgeneratoren 23 bis 30 können so arbeiten, daß die sinusförmigen Eingangswellen zu Rechteckwellen umgeformt werden, worauf diese differenziert werden, und daß alle negativen Differentialimpulse unterdrückt werden. Für jede Periode der Sinuswellen wird so ein positiver Differentialimpuls erzeugt. Diese Impulse können z. B. eine Dauer von Va/iS haben.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Schaltung des Multivibrators 31. Diese enthält die Röhren 35 und 36. Jede Anode ist über Widerstände 37 bzw. 38 mit dem Steuergitter der gegenüberliegenden Röhre in üblicher Weise verbunden. Den Widerständen 37 und 38 sind Kondensatoren 39 und 40 parallel geschaltet. Die Kathoden sind miteinander verbunden und durch ein Netzwerk 41 vorgespannt. Die Eingangsklemmen 32 und 33 führen über die Blockkondensatoren 42 und 43 zu den Steuergittern der Röhren 35 bzw. 36. Die Anode der Röhre 36 ist über einen Blockkondensator 44 mit einer Ausgangsklemme 45 verbunden. Diese führt zu dem Oszillator 34 (Fig. 1). Der »normale« oder erste Zustand des Multivibrators soll der sein, in dem Röhre 35 sperrt und Röhre 36 durchlässig ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung von Fig. 1 wird mit Bezug auf Fig. 3 erläutert. Zeile A zeigt die Impulse, die von den Impulsgeneratoren 23, 25, 27 und 29 der ungeradzahligen Kanäle an die Eingangsklemme 32 des Multivibrators 31 gelegt werden. Zeile B zeigt die entsprechenden Impulse der geradzahligen Impulsgeneratoren 24, 26, 28 und 30.

In Zeile A ist der Impuls 46 der erste Synchronisierimpuls. Er ist zu Beginn einer Tastperiode gezeigt. Erzeugt wird er vom Generator 23, und es kann ihm mit Hilfe des einstellbaren Phasenschiebers 3 eine geeignete Zeitlage gegeben werden. 47 zeigt ihn in der nächsten Tastperiode.

In Zeile A sind die den ungeradzahligen Kanälen zugeordneten Impulse 48, 49 und 50 in ihrer Nulllage gezeigt. Die Phasenschieber 5, 7 und 9 (Fig. 1) werden so eingestellt", daß diese Impulse beispielsweise 16, 44 bzw. 72 ^s später als der Impuls 46 auftreten.

In Zeile B wird der zweite Synchronisierimpuls bei 51 gezeigt und bei 52 wiederholt. Er wird vom Generator 24 erzeugt. Der Phasenschieber 4 wird so eingestellt, daß der Impuls 51 beispielsweise 2 μ5 nach dem Impuls 46 erscheint. Die Impulse der geradzahligen Kanäle werden in Zeile B bei 53, 54 und 55 gezeigt. Die Phasenschieber 26, 28 und 30 werden so eingestellt, daß die Nullagen dieser Impulse beispielsweise 30, 58 bzw. 86 /^s später als der Impuls 46 auftreten. Diese sechs Kanalimpulse liegen dann in annähernd gleichen Abständen zwischen dem zweiten Synchronisierimpuls 51 und dem wiederholten ersten Synchronisierimpuls 47. Da diese vorgeschlagenen Zeiteinteilungen nicht wesentlich sind, können auch andere Werte gewählt werden.

Wie schon bemerkt, werden die Impulse von Zeile A der Eingangsklemme 32 des Multivibrators (Fig. 2) zugeführt. Der Multivibrator sei nun im ersten oder normalen Zustand, wenn der erste Synchronisierimpuls 46 die Klemme 32 erreicht. Durch den ersten Synchronisierimpuls 46, und zwar durch seine Vorderkante, wird der Multivibrator in den zweiten Zustand versetzt, bei dem die Röhre 36 gesperrt ist. Die Anodenspannung der Röhre 36 steigt dann, wie es durch die Vorderkante 56 des ersten Rechteckimpulses in Zeile C angedeutet wird. Der zweite Synchronisierimpuls 51, der kurz danach der Klemme 33 zugeführt wird, schaltet mit seiner Vorderkante den Multivibrator zurück. Die Anodenspannung fällt dann, wie es die Hinterkante 57 des Rechteckimpulses zeigt. Dann folgen die Kanalimpulse, die abwechselnd an die Eingangsklemmen 32 und 33 gelegt werden. Sie erzeugen in ähnlicher Weise mit ihren Vorderkanten die Rechteckimpulse 58, 59 und 60 von Zeile C.

Es ist klar, daß daher die ungeradzahligen Impulse durch die positiv gerichteten Vorderkanten und die geradzahligen durch die negativ gerichteten Hinterkanten der Rechteckimpulse von Zeile C dargestellt werden. Die Welle C moduliert nun die Frequenz des Oszillators 34 (Fig. 1). Dann wird offensichtlich ein ungeradzahliger Impuls eine Änderung der Oszillatorfrequenz von einem Wert F₁ auf einem anderen Wert F₂ kennzeichnen, während ein geradzahliger eine Änderung von F₂ auf F₁ hervorruft.

Wie schon erläutert, wird eine Vorder- oder Hinterkante eines Rechteckimpulses von Zeile C in

etwas weniger als der Hälfte der Zeit, wie sie der entsprechende Kanalimpuls benötigt, aufgebaut. E wird also eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Übertragungszeit erreicht. Fig· 4 zeigt die Anordnung zur Wiederherstellung der ufrsprünglichen S ignalwelleaus der vom Oszillator 34 (Fig. i) erzeugten frequenzmod-ulierten Welle. Die vom Übertragungsmittel kommenden Wellen gelangen zu einem Frequenzdiskriminator ίο 6i irgendeiner geeigneten Bauart zur Wiedererzeugung der Rechteckimpulse von Zeile C (Fig. 3). Sie werden auf eine 'Differenzierschaltung 62 gegeben. Diese erzeugt, entsprechend den Vorder- und Hinterkanten der Rechteckimpulse, abwechselnd positive und negative Differentialimpulse, wie sie Zeile D (Fig. 3) zeigt. Die Differentialimpulse können eine Dauer von V2 μ& haben. Sie werden einmal einem Begrenzungsverstärker 63 zugeführt. Auf diesen folgt ein Verzögerungsnetzwerk 64, das eine Verzögerung von 2 ^s einführt. Zum anderen gehen sie zu einem Umkehrverstärker 65. Auf diesen folgt ein zweiter Begrenzungsverstärker 66. Die Elemente 63 und 64 sind denen 65 und 66 parallel geschaltet. Die Begrenzungsverstärker 63 und 66 schneiden die negativen Impulse ab. Zeile E zeigt die umgekehrten negativen Impulse, welche der Begrenzungsverstärker 66 durchgelassen hat. Diese entsprechen den Impulsen von Zeile B. Zeile F zeigt die Impulse am Ausgang des Verzögerungsnetzwerkes 64. Diese entsprechen den Impulsen von Zeile A, sind aber ihnen gegenüber um 2 ^s verzögert. Wie man sieht, koinzidieren nur die Impulse 67 und 68, die dem ersten Synchronisierimpuls 46 und dem zweiten Synchronisierimpuls 51 von Zeile A und Zeile B entsprechen. Die Impulse an den Ausgängen der Elemente 64 und 66 werden auf eine Torschaltung 69 gegeben. Diese erzeugt entsprechend den beiden Impulsen 67 und 68 nur einen einzigen Ausgangsimpuls 70 (Zeile G). Die Impulse 67, 68 und 70 wiederholen sich bei 71, 72 und 73 zu Beginn der nächsten Tastperiode.

Der Synchronisierimpuls 70, der von der Torschaltung 69 ausgesiebt wird, wird einem Impulsformer 74 zugeführt, um einen Öffnungsimpuls mit einer Dauer zu erzeugen, die der maximalen Zeitauslenkung des Kanalimpulses entspricht. Diese soll beispielsweise 6 ^s betragen. Dieser Torimpuls wird sechs einander parallel geschalteten Verzögerungsnetzwerken 75 bis 80 zugeführt. Diese werden wie üblich so eingestellt, daß sie den Torimpuls in die Mitte des betreffenden Kanals legen. Die Verzögerungsnetzwerke 75 bis 80 geben die Torimpulse auf sechs zugeordnete Tor schaltungen 81 bis 86, an deren Ausgängen die zugehörigen Impulsgeneratoren 87 bis 92 liegen. Diese sind von üblicher Bauart. Von ihnen werden auf normale Art und Weise die Kanalsignale abgenommen. Die Impulse von Zeile B (Fig. 3) am Ausgang des Begrenzungsverstärkers 63 werden den den ungeradzahligen Kanälen zugeordneten Torschaltungen 81, und 85 zugeführt. Die Impulse von Zeile F (Fig. 3) werden entsprechend auf die den geradzahligen Kanälen zugehörigen Torschaltungen 82, 84 und 86 gegeben.

Es ist klar, daß die hier beschriebene Anordnung auf jede gerade Anzahl von Kanälen ausgedehnt werden kann, indem die notwendige Anordnung ergänzt wird und eine geeignete Zeiteinteilung getroffen wird. Da es notwendig ist, daß die Zeilen A und B dieselbe Anzahl von Impulsen haben, kann im Fall einer ungeraden Kanalzahl ein dritter Synchronisierimpuls am Sender erzeugt werden. Angenommen der Kanalimpuls 55 (Zeile B) sei nicht erforderlich, dann kann ein zusätzlicher Synchronisierimpuls (nicht gezeigt) erzeugt werden, und zwar 2 ^s früher als der Impuls 46. Am Empfänger stehen dann drei dicht zusammenliegende Synchronisierimpulse zur Verfügung. Jeder von ihnen kann zur Betätigung der Torschaltung 69 benutzt werden. Sie können auch in einer geeignet gebauten Torschaltung gemeinsam eine dreifache Koinzidenz erzeugen.

Wenn gewünscht, können die Rechteckimpulse von der Anode der Röhre 35 anstatt von der der Röhre 36 abgeleitet werden. In diesem Fall sind natürlich die Impulse von Zeile C (Fig. 3) umgekehrt. Daher müssen sie am Empfänger auf irgendeine Weise noch einmal umgekehrt werden.

Die Anordnung von Fig. 1 kann leicht zur Übertragung von mehrdeutigen Kennzeichenimpulsen benutzt werden. Die Erzeugung von mehrdeutigen Kennzeichenimpulsen ist bereits vorgeschlagen worden. In diesem Fall stellen die Elemente 25 bis 30 die Schaltmittel dar, mit denen die Kennzeichenimpulse für jeden Kanal erzeugt werden. Diese Kennzeichenimpulse werden dann übertragen und am Empfänger reproduziert, wie es bereits vorgeschlagen wurde. Die Anordnung hat jedoch noch einen ' zusätzlichen Vorteil. Zuweilen tritt der Kennzeichenimpuls, der einem gegebenen Tastwert der betreffenden Signalwelle entspricht, doppelt auf, und es ist vorteilhaft, diesen zweiten Kennzeichenimpuls zu eliminieren. Diese Elimination erfolgt in der Schaltung von Fig. 1 automatisch, weil der Multivibrator 31 nicht zweimal hintereinander von an derselben Klemme auftretenden Impulsen betätigt werden kann. Solch ein doppelt auftretender Kennzeichenimpuls hat also hier keine Wirkung und ist daher nicht in der Welle von Zeile C (Fig. 3) gezeigt.

Diese Anordnung ist auch bei den bereits vorgeschlagenen Anordnungen mit mehrdeutigen Kennzeichenimpulsen unmittelbar anwendbar. In diesen Fällen werden für jeden Signaltastwert zwei oder mehr Kennzeichenimpulse erzeugt. Daher sind hier jeder Signal welle zwei oder mehr »Unterkanäle« für phasenmodulierte Impulse zugeordnet. So stellt nun in Fig. 1 jedes der Elemente 25 bis 30 die Schaltmittel eines dieser Unterkanäle zur Erzeugung eines Kennzeichenimpulses dar. Es ist klar, daß die Anordnung zur Übertragung dieser Impulse gar nicht modifiziert zu werden braucht. Zu bemerken ist noch, daß bei zwei Kennzeichenmpulsen diese beiden zweckmäßig einander entgegengesetzte Frequenzänderungen erzeugen.

Eine der Anordnungen für die bereits vorgeschlagene Übertragung mit mehrdeutigen Kennzeichen benutzt für jeden Signaltastwert nur ein mehrdeutiges Kennzeichen. Bei dieser Ausführungs-Variante können die Kennzeichenimpulse positive oder negative Vorzeichen haben und vollständig unregelmäßig aufeinanderfolgen. In einem solchen Fall muß der Multivibrator von Fig. ι offensichtlich durch ein anderes Gerät ersetzt werden, das ίο nicht nur auf irgendein Vorzeichen reagiert, sondern so gebaut ist, daß das Vorzeichen des Kennzeichenimpulses identifiziert werden kann.

Fig. S zeigt Einzelheiten eines Integriergerätes, durch das der Multivibrator dann zu ersetzten ist, wenn die Kennzeichenimpulse beideVor zeichen haben können. Es enthält zwei Röhren 93 und 94, die eine für die positiven, die andere für die negativen Impulse. Die Röhre 93 ist über Widerstände 95 und 96 unterhalb des Knickes der Kennlinie vorgespannt. Die beiden Widerstände 95 und 96 liegen in Reihe zwischen den Hochspannungsklemmen 97 und 98. Ihr Verbindungspunkt liegt an Kathode. Das Steuergitter der Röhre 94 ist positiv vorgespannt, da es am Verbindungspunkt der Widerstände 99 und 100 liegt. Diese liegen ebenfalls in Reihe zwischen den Klemmen 97 und 98, so daß diese Röhre in der Nähe der Sättigung arbeitet.

Ein Speicherkondensator 101 liegt zwischen der Ausgangsklemme 102 und Erde. Diese Klemme ist über Blockkondensatoren 103 und 104 und Gleichrichter 105 und 106 mit den Anoden der Röhren in der aus der Figur hervorgehenden Weise verbunden. Der Verbindungspunkt der Elemente 103 und 105 ist über einen dritten Gleichrichter 107 mit der Klemme 97 verbunden. Der Verbindungspunkt der Elemente 104 und 106 liegt über einem vierten Gleichrichter 108 an Erde. Eingangsklemmen 109 und 110 sind über Blockkondensatoren 111 und 112 mit den Steuerg'ittern der Röhren 93 und 94 verbunden. Die Eingangsklemmen 109 und 110 sind auch über eine Leitung 113 miteinander verbunden. Das bedeutet, daß alle Elemente 23 bis 30 (Fig. 1) gleichzeitig Impulse auf beide Eingangsklemmen geben. Die Klemme 102 ist mit dem Oszillator 34 (Fig. 1) verbunden. Die Polung der vier Gleichrichter 105 bis 108 ist aus der Zeichnung ersichtlich. Sie ist so, daß sie alle von der Hochspannungsquelle in den Sperrbereich hinein vorgespannt sind.

Anfangs wird der Speicherkondensator auf eine Spannung aufgeladen, die etwa die Hälfte der Hochspannung beträgt. Es wird nun angenommen, der erste Impuls sei ein positiver. Die Röhre 94 wird nicht betätigt, während die Röhre 93 augenblicklich entsperrt wird, so daß an der Anode ein negativer Ausgangsimpuls erscheint. Seine negativ gerichtete Vorderkante entlädt teilweise den Speicherkondensator über den Gleichrichter 105. Für die positiv gerichtete Hinterkante dagegen bildet der Gleichrichter 107 einen Kurzschluß. Die Spannung des Kondensators 101 wird daher plötzlich um eine Stufe erhöht. Wenn nun ein negativer Impuls folgt, sperrt dieser die Röhre 94, ohne die Röhre 93 zu betätigen. Die positiv gerichtete Vorderkante des Anodenimpulses lädt den Speicherkondensator wieder auf seine ursprüngliche Spannung auf. Die negativ gerichtete Hinterkante wird durch den Gleichrichter 108 kurzgeschlossen. Eine Folge von positiven und negativen Impulsen verursacht also, daß die Spannung des Kondensators 101 abwechselnd steigt oder fällt. Zuweilen können jedoch zwei positive oder zwei negative Kennzeichenimpulse nacheinander kommen. Dann wird die Spannung des Kondensators 101 zweimal in der gleichen Richtung geändert. Die Welle von der Klemme 102 ist daher eine gestufte Rechteckwelle. Jede senkrechte Kante einer Stufe bezeichnet einen positiven oder negativen Kennzeicheninipuls, je nachdem, ob die Spannung des Kondensators 101 steigt oder fällt.

Im allgemeinen ist natürlich über eine längere Zeit die Anzahl der positiven Impulse, die an die Klemmen der Schaltung von Fig. 5 kommt, gleich der der negativen, so daß die mittlere Spannung des Speicherkondensators 101 nur wenig vom Wert der halben Hochspannung abweicht. Die Schaltung ist jedoch selbstregelnd in dem Sinne, daß bei einer Folge von mehreren Impulsen mit den gleichen Vorzeichen die Änderungen in der Spannung des Speicherkondensators 101 bewirken, daß jeder folgende Schritt der Ausgangswelle in derselben Richtung kleiner ist als der vorhergehende, so daß die mittlere Spannung nicht viel von ihrem eigentlichen Wert abweicht.

Zeile H von Fig. 3 zeigt eine Reihe von Kennzeichenimpulsen in einem System mit sechs Kanälen. Es ist von der Art, bei dem in jedem Kanal ein Signaltastwert von einem einzigen mehrdeutigen Kennzeichenimpuls dargestellt wird, der sowohl positiv als auch negativ sein kann. Wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird, wird ein Paar Synchronisierimpulse 114 und 115 benutzt. Diese entsprechen den Impulsen 46 und 51 (Zeilen A und B), haben aber einander entgegengesetzte Vorzeichen. Sie werden von den Elementen 3, 4, 23 und 24 von Fig. 1 erzeugt. Diese sind dann so anzuordnen, daß die Generatoren 23 und 24 Impulse entgegengesetzten Vorzeichens erzeugen. Die Elemente 25 bis 30 sollen hier zur Erzeugung der mehrdeutigen Kennzeichenimpulse dienen, wie es für die Anordnung zur Übertragung nur eines mehrdeutigen Kennzeichens positiver oder negativer Polarität bereits vorgeschlagen worden ist. Diese Kennzeichenimpulse sind in Zeile H gezeigt. Die Impulse 116, 117, 118 sind positiv, 119 120 und 121 negativ.

Zeile / zeigt die von dem in Fig. 5 dargestellten Integrator erzeugte Rechteckwelle. Wie schon erwähnt, hat die Welle negativ gerichtete Begrenzungskanten entsprechend den negativen Kennzeichenimpulsen und positiv gerichtete Begrenzungskanten entsprechend den negativen Kennzeichenimpulsen.

Es wird betont, daß Zeile H nur eine zufällige Verteilung der Kennzeichenimpulse darstellt. Die

positiven und die negativen können in irgendeiner Weise aufeinanderfolgen, z. B. treten zuweilen mehr als zwei Impulse gleichen Vorzeichens nacheinander auf.

Zur Wiederherstellung der Impulse aus der frequenzmodulierten Welle kann die Anordnung nach Fig. 4 benutzt werden. Der Diskriminator 61 ist dann zweckmäßigerweise so zu schalten, daß er die Welle von Zeile / mit umgekehrtem Vorzeichen erzeugt. Dann erzeugt die Differenzierschaltung 62 die Impulse von Zeile if ohne Inversion. Die Anordnung gemäß Fig. 4 ist dahingehend abzuändern, daß die Impulse am Ausgang des Begrenzungsverstärkers 63 allen Torschaltungen 81 bis 86 (Fig. 4) zugeführt werden, wobei die Impulse am Ausgang des Begrenzungsverstärkers 66 in diesem Fall nicht benutzt werden. Die einzige weitere Änderung besteht darin, daß die Tor schaltungen 81 bis 86 alle von der Bauart sind, die bei öffnung ao durch einen Torimpuls Eingangsimpulse beliebigen Vorzeichens aufnehmen und Ausgangsimpul'se entsprechenden Vorzeichens abgeben.

In Fig. 3 .sieht man, daß die Rechteckimpulse der Steuerwelle von Zeile / Vorder- und Hinterkanten haben, die den ungeradzahlig und den geradzahlig bezifferten Impulsen der von den Elementen 23 bis 30 (Fig. 1) erzeugten kombinierten Impulsreihe entspricht. Die Steuerwelle von Zeile / kann jedoch kaum mehr als eine Reihe von Impulsen angesehen werden, sie besteht vielmehr aus rechteckigen Stufen. Die senkrechten Kanten der Stufen können hier nicht eindeutig als Vorder- und Hinterkanten bezeichnet werden. "Jedoch entspricht jede dieser Kanten einem der Impulse von Zeile H und kann daher der Bequemlichkeit halber ' »Begrenzungskante« genannt werden. Auch in dem Fall von Zeile C, wo Vorder- und Hinterkanten getrennt identifiziert werden können, werden diese Begriffe von der Bezeichnung »Begrenzungskante« als Oberbegriff erfaßt.

Obwohl die Prinzipien der Erfindung an Hand von speziellen Ausführungsformen beschrieben wurden, ist klar, daß dies nur beispielshalber und zur Erläuterung geschah und daß darin keine Begrenzung des Wesens und der Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung liegt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Mehrkanal - Nachrichtenübertragungsverfahren mit Impulsphasenmodulation, bei dem eine Reihe von Impulsen, die verschiedenen Kanälen angehören, übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den phasenmodulierten Kanalimpulsen zwei Impulsreihen gebildet werden, deren eine die Impulse der geradzahligen Kanäle, deren andere die der ungeradzahligen enthält, daß aus je zwei aufeinanderfolgenden Impulsen beider Reihen ein Rechteckimpuls gebildet wird und daß die Rechteckimpulse eine Trägerwelle derart frequenzmodu- ' lieren, daß die Vorderkante eine sprunghafte Änderung der Frequenz der Trägerwelle in einer Richtung entsprechend einem Kanal" und die Hinterkante eine entgegengesetzt gerichtete Frequenzänderung gleicher Größe entsprechend dem darauffolgenden Kanal hervorruft.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch ι auf ein Übertragungssystem mit mehrdeutigen' Kennzeichen, bei dem die Tastwerte einer Signalwelle von zwei phasenmodulierten Kennzeichenimpulsen dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der eine jedem Tastwert zugeordnete Kennzeichenimpuls eine sprunghafte Frequenzänderung in dem einen Sinne und der andere Kennzeichenimpuls eine " solche im entgegengesetzten Sinne hervorruft.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. die in an sich bekannter Weise phasenmodulierten Kanalimpulse zur Bildung einer kombinierten Impulsreihe zeitlich ineinandergeschachtelt werden, daß von * dieser kombinierten Impulsreihe eine Steuerwelle abgeleitet wird, die aus Rechteckstufen oder Impulsen mit mehrerenBegrenzungskanten besteht, und daß dabei jede Begrenzungskante einem bestimmten Impuls der kombinierten Impulsreihe entspricht und daß die Steuerwelle die Frequenz der Trägerwelle moduliert.
4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß während jeder Tastperiode eine Gruppe von zwei oder mehr Synchronisierimpulsen erzeugt wird und daß diese Synchronisierimpulse in die kombinierte Impulsreihe eingeschoben werden.
5". Verfahren nach Anspruch 3 und 4, bei dem alle Impulse das gleiche Vorzeichen haben und die Summe aus der Anzahl der Kanäle und der Zahl der Synchronisierimpulse in einer Gruppe geradzahlig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Impuls reihe in zwei getrennte Impulsreihen aufgeteilt wird, von denen die eine aus den Impulsen der geradzahlig bezeichneten und die andere aus denen der ungeradzahlig bezeichneten Kanäle besteht, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse einer dieser getrennten Impulsreihen eine Multiväbratorschaltung mit zwei · Zuständen vom ersten in den zweiten Zustand umschalten, daß die der anderen Impulsreihe die Multivibratorschaltung vom zweiten in den ersten Zustand umschalten, und daß die Steuerwelle von diesem Multivibrator abgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Impulse der kombinierten Impulsreihe teils positiv und teils negativ sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse der kombinierten Impulsreihe einer Integrationsschaltung zugeführt werden, in der ein Speicherkondensator derart angeordnet ist, daß die positiven und negativen Impulse Änderungen der Ladung des Kondensators in einander entgegengesetztem Sinne bewirken, und daß die Steuerwelle vom Speicherkondensator abgeleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem am Empfänger die Steuerwelle

wieder von der Trägerwelle abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle differenziert wird, um von jeder Begrenzungskante derselben einen kurzen Differentialimpuls zu erhalten, der einem der Impulse der am Sender erzeugten kombinierten Impulsreihe entspricht, daß die einzelnen Impulse mit Hilfe der Gruppen von Synchronisierimpulsen in die ihnen zugehörigen einzelnen Kanalschaltungen geleitet werden, und daß in diesen Kanalschaltungen die phasenmodulierten Impulse zur Wiederherstellung der zugehörigen Kanalwelle demoduliert werden.

Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. ι 877 561.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

O 509 601 12.55