DE938554C - Mehrkanalnachrichtenanlage fuer die UEbertragung zeitmodulierter Signalimpulse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrkanalnachrichtenanlage. Insbesondere befaßt sie sich mit einem Verfahren und Mittel für die Erzeugung von Synchronisierimpulsen längs einer elektromagnetischen Welle, welche durch eine Anzahl signalmodulierter Impulse moduliert ist.

Bei den bekannten Anordnungen werden die Synchronisierimpulse von den signalmodulierten Impulsen einer Mehrkanalimpulswelle durch ihre Breite unterschieden, welche gewöhnlich konstant und größer als diejenige der signalmodulierten Impulse ist. Diese Synchronisierimpulse werden von der Mehrkanalimpulswelle mittels eines Breitenunterscheiders getrennt und dann verwendet für die Erzeugung der Grundwellen für die Kanaltrennung, die Demodulation und die Synchronisierung zurücklaufender Signalkanäle. Solche durch ihre Breite gekennzeichneten Synchronisierimpulse haben in der Praxis jedoch gewisse Nachteile. Einer dieser Nachteile ist der, daß bei einigen Verstärkerarten eine sehr kritische Einstellung notwendig ist, um sich häufende Verzerrungen der Breitencharakteristik des Synchronisierimpulses infolge vergrößerter Neigung seiner vorderen und hinteren Kanten zu vermeiden. Gewöhnlich wird der Synchronisierimpuls verbreitert, so daß sowohl die vorderen und hinteren Kanten aufeinanderfolgender Impulse nicht in Synchronismus miteinander sind. Ein anderer Nachteil ist, daß eine Anlage dieser Art geräuschempfindlich ist, wobei das Ge-

rausch auf der hinteren Kante der Impulse auftritt. Eine Geräuschverringerung durch Differentiation kann nicht verwendet werden, da eine Differentiation der breiten Synchronisierimpulse ihre Breiten charakteristik wie auch ihre Kennzeichnung zerstört. ,

Es ist ein Ziel der Erfindung, Synchronisierimpulse auf eine einfache und neue Weise zu erzeugen, wobei die Synchronisierimpulse durch die ίο gewöhnlichen Nachrichtenverstärker nicht verzerrt werden.

Allgemein gesprochen bezieht sich diese Erfindung auf eine Mehrkanalnachrichtenanlage mittels einer Mehrkanalimpulswelle, welche Synchronisierimpulspaare anstatt eines einzigen Synchronisierimpulses verwendet, die in Zwischenräumen zwischen Gruppen der signalmodulierten Impulse liegen. Die Mehrkanalimpulswelle kann aus einer Anzahl Impulsfolgen von mit einem unterschiedliehen Signal modulierten Impulsen zusammengesetzt sein. Es können Mittel für die Erzeugung einer Anzahl solcher signalmodulierter Impulsfolgen von derselben Impulsquelle und für die Kombinierung der Impulsfolgen in einer einzigen Mehrkanalimpulswelle vorgesehen sein, wobei die Impulsfolgen ineinander geschachtelt sind, so daß die Impulse eines Kanals mit denen anderer Kanäle nicht interferieren. Die signalmodulierten Impulse sollten entweder zu einem gegebenen Synchronisierimpuls oder zueinander zeitmoduliert sein, wie es z. B. in den USA.-Patentschriften 2 429 631 und 2 445 783 beschrieben ist.

Die Synchronisierimpulspaare können von irgendwelchen Ijnpulsquellen erzeugt werden, vor-'zugsweise wird jedoch dieselbe Quelle verwendet, die auch zur Erzeugung der signalmodulierten Impulse dient. In solch einem Falle kann die Impuls-, welle mit einer reflektierenden Verzögerungsleitung gekoppelt sein, um zwei Impulse sehr kurzer Dauer und sehr engen Abstandes zu erzeugen, wobei der Abstand gewöhnlich nicht größer ist als die zwei Kanten der bisher verwendeten breiten Synchronisierimpulse. Es ist wichtig, daß der zeitliche Abstand zwischen den zwei Impulsen des Markierungspaares geringer ist als der Abstand zwischen ihnen und irgendwelchen anderen Impulsen oder zwischen den Kanalimpulsen. Dies ist notwendig, um die Snychronisierungsimpulse von den signalmodulierten Impulsen auf der Mehrkanalimpulswelle leicht zu unterscheiden. Es ist ferner wünschenswert, daß das Synchronisierimpulspaar praktisch dieselbe Form wie die Kanalimpulse hat. Die zu synchronisierenden signalmodulierten Impulse können jedoch von der Form der Synchronisierimpulse bei dieser Erfindung abweichen, d. h., die Synchronisierimpulse können irgendwelche gewünschte Form und Amplitude haben. Wenn die Impulse auf der Mehrkanalimpulswelle nur zeitlich verschoben werden, d. h. die Impulse zeitmoduliert sind, können sowohl die zeitmodulierten Impulse und der Doppelsynchronisierimpuls durch Formgebung vor und/oder nach der Ineinanderschachtelung zur Mehrkanalimpulsfolge verschärft werden.

Ein anderes Verfahren zur Erzeugung des Synchronisierimpulspaares kann eine Kathodenstrahlröhre verwenden, wie sie in der USA.-Anmeldung 591065 beschrieben ist. Gemäß vorliegender Erfindung besteht .dann die Synchronisierimpulsöffnung in der Auffangelektrode aus zwei parallelen engen Schlitzen anstatt eines breiten Schlitzes, wie in der genannten Anmeldung. Die Mehrkanalimpulsfolge kann über geeignete Nachrichtenmittel, wie z. B. durch Radio oder über Draht, ausgesandt, verstärkt und empfangen werden. Nach Empfang einer Mehrkanalimpulsfolge, und zwar vor Ausscheidung der Synchronisierimpulspaare, können die Impulse derselben durch eine Differentiationsanordnung und Begrenzungsanordnung verformt und verschärft werden, wenn die Impulse dieselbe Dauer haben wie die Kanalimpulse.

Ein Verfahren zur Trennung der Synchronisierimpulse besteht darin, dieselben durch einen geeigneten Auslösestromkreis zu schicken und aus jedem Paar einen breiten Impuls zu erzeugen (Voraussetzung dafür ist, daß eine gradzahlige Anzahl der Impulse zwischen jedem Synchronisierimpulspaar liegt). Die vordere Kante jedes erzeugten neuen breiten Synchronisierimpulses kann dann mit dem ersten Impuls des ursprünglichen Impulspaares übereinstimmen, un'd die hintere Kante kann mit dem zweiten Impuls des Synchronisierimpulspaares übereinstimmen. Diese breiten Synchronisierimpulse können dann durch bekannte Breitenunterscheider getrennt werden.

Ein anderes Verfahren zur Trennung der Synchronisierimpulse besteht darin, die empfangene Mehrkananlimpulsfolge in einer Verzögerungsleitung zu reflektieren, in welcher die Verzögerung so gewählt ist, daß der erste Impuls des Synchronisierimpulspaares dem zweiten Impuls des Synchronisierimpulspaares überlagert wird. Diese Kombination der Synchronisier impulse erzeugt Ausgangsimpulse mit praktisch der doppelten Amplitude, und die Ausscheidung aus der Impulsfolge kann dann durch Amplitudenunterscheider erhalten werden. Aus den so erhaltenen Synchronisierimpulsen können geeignete Entblockierungsmittel oder Phasenschieber für die Trennung der Kanäle aus der Mehrkanalimpulsfolge betätigt werden. Die Trennungs- und Demodulierungsstromkreise können irgendeinen geeigneten Aufbau haben, z. B. einen Multivibratorstromkreis für die Erzeugung einer Entblockierungswelle für die Trennung der Impulse oder eine Kathodenstrahltrennvorrichtung,, wie sie in dem USA.-Patent 2 465 380 beschrieben ist. \

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt eine schematische Zeichnung einer Anlage für die Erzeugung einer Mehrkanalimpulsfolge mit Doppelsynchronisierimpulsen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt Wellenformen, welche zur Erläuterung der Anlage von Fig. 1 dienen;

Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Anlage für die Trennung der Synchronisierimpulse

aus einer Mehrkanalimpulsfolge und für die Trennung und Demodulierung der Signalkanäle solch einer Mehrkanalimpulsfolge;

Fig. 4 zeigt Wellenformen, welche zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage in Fig. 3 dienen;

Fig. 5 zeigt eine Kathodenstrahltrennvorrichtung.

Nach Fig. 1 wird die Basisimpulswelle 1 in einem geeigneten Impulsgenerator 2 erzeugt und dann über die Leitung 3 an einen Synchronisierimpulsgenerator 4 und auch über die Leitung 5 an ein System von Modulatorkreisen 6 angelegt.
Der Synchronisierimpulsgenerator 4 besteht aus einem Koppler 7, einer Verzögerungsleitung 8 und wenn gewünscht, einem Former 9, wie z. B. einem Differentiationskreis und/oder Verstärker oder ähnlichem. Der Koppler 7 besteht aus einer Pentode 10 mit geeigneter Schaltung, um zu verhindem, daß die reflektierten Impulse von der Verzögerungsleitung 8 über die Leitungen 3 und 5 rückgekoppelt werden. Der Ausgangsstrom von der Röhre 10 geht über die Leitung 11, welche mit der Anodenspannungsquelle über eine Impedanz 13 über einem Ende der Verzögerungsleitung 8 verbunden ist. Diese Impedanz 13 ist an die Verzögerungsleitung 8 angepaßt, um eine Verzerrung und Reflexion der reflektierten Impulse zu verhindern. Die Verzögerungsleitung 8 besteht aus einem Netzwerk aus Induktanzen und Kondensatoren, die entsprechend in Serie und parallel gekoppelt sind und eine Übertragungsleitung nachbilden. Es ist wichtig, daß das Ende 14 der Verzögerungsleitung gegenüber der Impedanz 13 offen ist, so daß die Impulse ohne Umkehrung reflektiert werden. Die reflektierten Impulse werden zusammen mit den Impulsen der Welle 1 in Fig. 2 am Verbindungspunkt 15 kombiniert, um die Synchronisierimpulsfolge 16, bestehend aus einer Folge von Doppelimpulsen 17 und 18, zu erzeugen. Die Welle 16 geht dann über die Leitung 19 und vorzugsweise über einen Former 9, ehe sie von dem Synchronisierimpulsgenerator 4 über die Leitung 20 an einen geeigneten Mischkreis 21 angelegt wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, entspricht der erste Impuls 17 des Impulspaares den Impulsen der Welle 1, während der zweite Impuls 18 des Impulspaares der verzögerten und reflektierten Impulsfolge von der Verzögerungsleitung 8 entspricht. Der Abstand zwischen den Impulsen 17 und 18 kann sehr eng sein.

Die Modulatorkreise 6 bestehen aus einer Verzögerungsvorrichtung 22 mit Abgriffpunkten 23, 24 usw. an verschiedenen Punkten, von welchen Impulsfolgen abgenommen werden, die ähnlich der Welle ι sind, aber so verzögert auftreten, daß sie außer Phase miteinander und mit den im Kreis 4 erzeugten Synchronisierimpulsen sind. Diese einzelnen Impulsfolgen werden dann gemäß unterschiedlicher Signale in den Modulatoren25, 26 usw. zeitmoduliert. Den Modulatoren werden unterschiedliche Signalkanäle a, b, c, d usw. über die Leitungen 27, 28 usw. zugeführt. Von diesen Modulatoren werden entsprechende modulierte Impulsfolgen ähnlich 29, 30 usw. für die Kanäle a, b usw. über die Leitungen 31, 32 usw. entnommen. Diese Impulsfolgen können über geeignete Former 33, 34 usw. ähnlich dem Former 9 gehen, ehe sie dem Mischer 21 über die Leitungen 35, 36 usw. zugeführt werden. Der Mischer 21 enthält eine Vorrichtung zur Kombinierung der Impulsfolgen von den getrennten Impulskanälen a, b, c, d . . . η so, daß die Energie einer Folge nicht in den Stromkreis einer anderen zugeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Netzwerk von parallel geschalteten Trioden vorgesehen, wobei die Impulsfolgen an die Gitter angelegt werden und die Anodenströme kombiniert werden. Die kombinierte Mehrkanalimpulsfolge aus synchronisier- und signalmodulierten Impulsen 37 geht dann an die Leitung 38 zur Übertragung.

Eine Anlage für die Trennung und Demodulation der durch die in' Fig. 1 gezeigte Anlage erzeugten Mehrkanalimpulsfolge ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Die in Fig. 2 gezeigte Mehrkanal-Impulsfolge 37 kann durch die Übertragung etwas verzerrt werden, wie durch die Folge 39 in Fig. 4 dargestellt ist. Um die über die Leitung 40 empfangene Folge 39 scharfkantiger zu machen, kann dieselbe an einen Formkreis 41 angelegt werden, der aus einem Differentiator 42 und einem Doppelbegrenzer 43 besteht. Der Differentiator 42 besteht aus einem Kondensator 44 und einem Widerstand

45 und ist mit dem Eingangskreis der Doppeldiode

46 des Begrenzerstromkreises 43 gekoppelt. Der Begrenzungspegel 47, in Fig. 4 dargestellt, wird durch die bei 48 über den Widerstand 45 an die Anode 49 der Diode 46 angelegte Gittervorspannung bestimmt. Der veränderliche Widerstand 50 im Kathodenkreis der Diode 46 bestimmt die Breite des begrenzten Sektors 51 über dem Pegel 47. Von der anderen Anode 52 der Röhre 46 wird eine geeignet verschärfte Impulsfolge 53 abgenommen, welche an einen Synchronisierimpulstrennkreis 54 über die Leitung 55 angelegt wird.

Der Trennkreis 54 besteht aus einem Koppler 56 und einer damit gekoppelten Verzögerungsleitung 57, wobei ein Ende der Verzögerungsleitung über eine angepaßte Impedanz geschaltet ist, während das andere Ende offen ist, ähnlich dem Koppler 7 in der Verzögerungsleitung 8 in Fig. 1. Die Verzögerung in der Leitung 8 ist so groß, daß der zweite Impuls des Synchronisierimpulspaares der Welle 53 mit dem ersten Impuls des Synchronisierimpulspaares der Welle 58 ausgerichtet ist. Diese zwei Impulswellen 53 und 58 werden dann kombiniert, um die Impulswelle 59 zu erzeugen, wobei die zwei obenerwähnten ausgerichteten Synchronisierimpulse überlagert sind und den Impuls 60 mit vergrößerter Amplitude bilden. Die Welle 59 wird über die Leitung 61 an einen Begrenzer 62 angelegt, um die Impulse 60 von der Welle 59 über der Linie 63 abzutrennen und so eine Synchronisierimpulswelle 64 zu erzeugen, die vom Begrenzer über die Leitung 65 abgenommen wird. Die Welle 64 ist eine Synchronisierimpulsfolge, die gleich und

in Synchronismus mit der durch den Impulsgenerator 2 (Fig. ι) erzeugten Welle ι ist. Mit dieser Impulsfolge 64 werden geeignete Entblockierungsund Trennstromkreise für die Trennung der verschiedenen Kanäle der Mehrimpulsfolge 5 3 betätigt. Ein Stromkreis für die Trennung der Impulse der Welle 53 kann z. B. aus einer Kathodenstrahlröhre bestehen, wie sie in der USA.-Anmeldung 565 152 näher beschrieben ist. Eine schemätische ίο Darstellung solch eines Trennstromkreises ist mit

66 in Fig. 3 bezeichnet. Da diese Schaltung eine Kathodenstrahlröhre umfaßt, wird die Synchronisierimpulswelle 64 an einen Grundwellengenerator

67 angelegt, um eine Grundwelle zu erzeugen, welche über die Leitung 68 an eine Phasenaufspaltvorrichtung 69 für die Erzeugung des Ablenkpotentials für eine kreisförmige Bewegung des Elektronenstromes in der Kathodenstrahlröhre 70 angelegt wird. Die Spannung vom Phasenaufspaltkreis 69 wird an die vertikalen und horizontalen Ablenkplatten71 und 72 der Röhre/o angelegt. Die zeitmodulierten Impulse der Impulsfolge 53 werden vom Stromkreis 41 über die Leitung 73 an das Gitter 74 der Röhre 70 angelegt. Die Röhre weist auch eine geeignete Elektronenquelle 75 und Beschleunigungselektroden 76 auf, um einen Elektronenstrom zwischen die Platten 71 und 72 zu richten, so daß derselbe kreisförmig über die getrennten Auffangelektroden am entgegengesetzten Auffangende der Röhre kreist. Jede Auffangelektrode 77, 78, 79, 80, 81 entspricht einem Kanal a, b, c,d, e,. . . n. Zwischen der Auffangelektrode 77 und 81 ist ein Zwischenraum vorgesehen für die Synchronisierimpulse M — auf der Welle -53 dargestellt —, so· daß sie nicht irgendeine Kanalauffangelektrode in der Röhre beeinflussen. Die Zeitlage der Kanalimpulse auf der Welle 53 ist mit der Kreisbewegung des Strahles durch die Synchronisierimpulse TkT synchronisiert, und das durch die Zeitverzögerung der Kanalimpulse gesteuerte Gitter 74 bestimmt, wie lange der Elektronenstrom jede Auffangelektrode trifft. Auf diese Weise werden Ausgangsimpulse von jeder Auffangelektrode erzeugt, deren Amplituden mit dem Grad der Koinzidenz des Elektronenstrahles mit den Auffangelektroden entsprechen. Diese Ausgangsimpulse werden an ein Tiefpaßfilter angelegt, wie es mit 82 im Stromkreis der Auffangelektrode 77 bezeichnet ist, um die neue Impulsfolge in eine einzige Welle umzuformen, welche über die Leitung 83 abgenommen wird. In gleicher Weise werden die neuen Impulsfolgen von den anderen Auffangelektroden an geeignete Demodulatorkreise angelegt und die Signale über die Leitungen 84, 85, 86 usw. entsprechend den Signalkanälen b, c, d, . . . n, abgenommen.

Wie vorher ausgeführt, kann das Synchronisierimpulspaar in einer Kathodenstrahlvorrichtung, ähnlich der in der USA.-Anmeldung 591 065 gezeigten, erzeugt werden. Solch eine Kathodenstrahlvorrichtung ist schematisch in Fig. 5 gezeigt. Sie besteht aus einer Kathodenstrahlröhre 87 mit einer geeigneten Elektronenquelle 88, einem Steuergitter 89 und einer Beschleunigungselektrode 90 sowie horizontalen und vertikalen Ablenkplatten 91 und 92, um den Elektronenstrahl eine kreisende Bewegung zu erteilen. Gegenüber der Elektronenquelle 88 am anderen Ende der Rohre 87 befindet sich eine mit Öffnungen versehene Klappe 93, welche zwei unterschiedliche Arten von Schlitzen aufweist. Die einen Schlitze sind unter einem Winkel zum Radius der Platte angeordnet, und die die Kanäle modulierenden Modulationsschlitze 94 und die anderen Schlitze sind eng zusammen und praktisch radial in der Platte 93 angeordnet und bilden das Synchronisierschlitzpaar 95. Wenn der Elektronenstrahl von der Elektronenquelle 88 über diese Schlitze streicht, fällt er auch auf die Auffangelektrode 96, welche eine Kollektorelektrode oder eine Sekundär-Emissions-Elektrode sein kann. In der Vorrichtung 87 ist auch eine radial ablenkende Elektrode 97 vorgesehen, um die eine Serie von Kanalablenkelektroden 98 entsprechend jedem Signalkanalmodulationsschlitz 94 angeordnet ist.

Der Elektronenstrahl wird durch die an die Elektroden 98 angelegten Signalenergien radial abgelenkt und streicht in einer Kreisbewegung über die Schlitze 94 in der Platte 93. Je größer die radiale Ablenkung durch die an die Elektrode 98 angelegte Signalenergie ist, um so größer ist die Zeitverschiebung des Elektronenstrahlteiles, welcher durch den Schlitz 94 auf die Auffangelektrode 96 geht. Die Zeitmodulation der Signalkanalimpulse wird gemessen gegenüber den Zeitlagen der Synchronisierimpulse, welche erzeugt werden, wenn der kreisende Elektronenstrom durch die Schlitze 95 geht. Die in Fig. 5 gezeigte Kathodenstrahlvorrichtung kann an Stelle des Modulatorkreises 6 in Fig. ι verwendet werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mehrkanalnachrichtenanlage für die Übertragung zeitmodulierter Signalimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierzeichen in Gestalt von Synchronisierimpulspaaren gegeben werden, deren Einzelimpulse einen geringeren Abstand voneinander besitzen als zwei benachbarte Signalimpulse.

2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Synchronisierimpulsgenerator, der aus einer Kathodenstrahlröhre besteht, die eine mit Öffnungen versehene Platte aufweist mit zwei dicht nebeneinanderliegenden Schlitzen.

3. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Synchronisierimpulsgenerator mit einer reflektierenden Verzögerungsleitung, die aus einer in Serie und parallel geschalteten Anordnung von Induktanzen und Kapazitäten besteht, am reflektierenden Ende offen ist und auf der einen Seite mit einer angepaßten Impedanz verbunden ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Impulszeitmodulator, bestehend aus einer Kathodenstrahlröhre, welche eine mit Öffnungen versehene Platte aufweist

mit Synchronisierimpulsschlitzen, die sich in radialer Richtung der Platte erstrecken und mit Signalimpulsschlitzen, die .sich unter einem Winkel zu dem Radius der Platte erstrecken.

5. Anlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sendeseitige Steuergenerator (2) Steuerimpulse einerseits an den Verteiler, (z. B. Verzögerungsleitung 22) zur Betätigung der einzelnen Kanäle liefert, andererseits an den Synchronisierimpulsgenerator (4) gemäß Anspruch 3, und daß die Kanalimpulse und die Synchronisationsimpulspaare in einem Mischkreis (21) zu der zu übertragenden Impulswelle (37, Fig. 2) zusammengefaßt werden.

6. Empfangsanordnung für eine Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangene Impulsfolge (39, Fig. 4) über einen Formkreis (42) und einen Doppelbegrenzer (43) an einen Synchronisierimpulstrennkreis (54) angelegt wird, andererseits einer Verteilvorrichtung (z. B. Kathodenstrahlröhre 70) zugeführt wird.

7. Empfangsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisierimpulstrennkreis (54) im wesentlichen aus einer Verzögerungsleitung (57) besteht, die eingangsseitig angepaßt und ausgangsseitig offen ist, und deren doppelte Laufzeit genau dem Zeitabstand zwischen den beiden Impulsen eines •Synchronisierimpulspaares entspricht, so daß durch Reflexion eine um diese Zeit gegen die ankommende Impulsfolge versetzte Folge entsteht, die mit der ersten kombiniert einem Begrenzer (62) zugeführt wird.

8. Empfangsanlage nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle des Begrenzers (62) so gewählt ist, daß alle Impulse unterdrückt werden und nur der Impuls doppelter Amplitude hindurchgelassen wird, der durch die Koinzidenz des zweiten Impulses des ankommenden ' Synchronisierimpulspaares mit dem ersten Impuls des in der Verzögerungsleitung (57) reflektierten Impulspaares entstanden ist, und daß dieser Impuls zur Synchronisierung des empfängerseitigen Steuergenerators (6y) verwendet wird.

Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 854 646,
833929, Zusatzpatentschrift Nr. 49159;
britische Patentschrift Nr. 491 728;
deutsche Patentschriften Nr. 705 190, 895 176.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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