DE940121C - Empfangssystem fuer frequenzumgetastete Signalzeichen, insbesondere fuer Empfaenger von Mehrfachempfang fuer frequenzumgetastete Telegrafiezeichen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 8. MÄRZ 1956

17357VIIIa/21 a^l

Telegrafiezeichen

Die Erfindung betrifft Empfangssysteme für frequenzumgetastete Signalzeichen, insbesondere bezieht sie sich auf Empfänger von Mehrfachempfang für frequenzumgetastete Telegrafiezeichen.

Bei frequenzumgetasteten Signalzeichen findet die Übertragung der Trägerwellen in der Weise statt, daß diese mit zwei verschiedenen Frequenzen getastet wird, von denen die eine dem Zeichen und die andere der· Trennung entspricht.

Es ist bekannt, entweder räumlich getrennte Mehrfachübertragung oder Frequenzmehrfachübertragung vorzusehen, um den während der Signalübertragung auftretenden Interferenzeffekt herabzusetzen. Bei räumlich getrennter Mehrfachüber tragung werden die Signale über zwei oder mehr räumlich getrennte Wege übertragen und von einer Anzahl entsprechender Antennen empfangen. Bei Frequenzmehrfachübertragung werden die Signale über zwei oder mehrere Frequenzkanäle übertragen.

Bei den meisten Mehrfachempfängern findet das Umschalten von einem Empfang auf den anderen sehr rasch statt, und zwar derart, daß zwei oder mehrere Empfangssignale nicht im Ausgang gemischt werden. Dies ist ein wesentliches Merkmal der Radiotelefonie, da die Differenz in der Verzögerungszeit in bezug auf die verschiedenen Übertragungswege einigen vollständigen Perioden der höheren Sprachkomponenten entspricht. Unter

diesen Umständen bewirkt die Mischung der Empfangssignale eine Hinzufügung von Komponenten, die in Phase oder auch außer Phase sind, wodurch starke Verzerrungen hervorgerufen werden. Bei Übertragungen mit verhältnismäßig niedriger Telegrafiergeschwindigkeit, bei der die Periode eines Elementes beträchtlich größer als die mögliche Verzögerungszeit ist, tritt diese Schwierigkeit nicht auf.

ίο Wie bereits erwähnt,, tritt häufig bei einem Mehrfachübertragungs- und Empfangssystem eine Verzögerung des einen Empfangs in bezug auf den anderen auf. Diese relative Verzögerungszeit kann einige Millisekunden betragen. Bei rasch schaltenden Vorrichtungen wird diese Verzögerung momentan irgendeiner auftretenden Telegrafieverzerrung zugeschaltet.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt oder zumindest stark verkleinert. Nach der Erfindung werden in einem Mehrfachempfangssystem über entsprechende Über tr agungs wege die den Modulationsfrequenzen entsprechenden Spannungen normalerweise durch einfache Addition zusammengefaßt, so daß jedes der empfangenen Signale zur Herstellung der gesamten Information beitragen kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.

Fig. ι besteht aus den beiden Hälften A und B und zeigt, teilweise als Blockschaltbild, ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zum Empfang von frequenzmodulierten Telegrafiesignalen, die über zwei räumlich getrennte Wege (d. h. Zweifach-Mehrfach-System) übertragen werden.

Fig. 2 enthält verschiedene -Kurven, an denen die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert wird. Zur Erleichterung der Beschreibung der wechselweisen Wirkungsweise der beiden Übertragungswege sind diese symmetrisch zueinander auf, den. beiden Zeichnungshälften gezeichnet.

Die durch die getrennten Antennen 1 und 2 (Fig. ι A) "empfangenen Signale gelangen an Kreise, die nach Aufbau und Charakteristik einander entsprechen. Es wird daher im folgenden nur jeweils ein Übertragungsweg beschrieben. Die Beschreibung gilt jedoch gleichzeitig für den zugehörigen, entsprechend bezeichneten anderen Übertragungsweg. Die frequenzmodulierten Telegrafiesignale werden von der Antenne 1 (2) empfangen und an einen bekannten Empfänger 3 (4) gelegt, der die üblichen Kreise zur Verstärkung der empfangenen Signale besitzt. Bevor die Signale vom Empfänger 3 (4) an den Diskriminator 7 (8) gelangen, werden ihre Amplituden in einem Begrenzer 5 (6) auf einen gleichen Pegel gebracht. Der Diskriminatorausgang liefert Doppelgleichstromtelegrafiesignale, deren Polarität den ursprünglich frequenzmodulierten Signalwellen entspricht, und diese dienen dazu, ein elektronisches Relais zu steuern, dessen Aufbau und Wirkungsweise im folgenden erläutert wird.

Das Elektronenrelais umfaßt die beiden Elektronenröhren Vi und V 2 (V 3 und V4). Im Ausführungsbeispiel sind Pentoden gezeigt, aber es können natürlich an Stelle der vorzugsweise angeordneten Pentoden auch Trioden Verwendung finden. Über die Widerstände R1 und R 2 (R 3 und R 4) ist Hochspannungspotential an die Anoden der Röhren Vi und V2 gelegt; aber beide Kathoden sind über einen gemeinsamen Widerstand R 5 (R6) an Masse gelegt. Ferner sind die Schirmgitter- und Bremsgitteranschlüsse aus der Zeichnung ersichtlich.

Das Steuergitter der Röhre V2 (V4) wird mit Hilfe des aus den Widerständen Ry und R8 (R9 und Rio) gebildeten und an die Hochspannungsquelle angeschlossenen Potentiometers auf konstantem positivem Potential gehalten.

Das Steuergitter der anderen Röhre Vi (V3) ist über den Diskriminator 7 (8) an ein ähnliches aus den Widerständen Rn und R12 bestehendes Poten- tiometer angeschlossen.

Während des Zeichenempfangs ist eine negative Vorspannung an das Steuergitter der Röhre V1 (^3) gelegt. Diese Vorspannung ist derart bemessen, daß diese Röhre nichtleitend ist. Gleichzeitig ist die andere Röhre V 2 (V 4) infolge der an das Steuergitter gelegten positiven Spannung leitend.

Wird ein Trennsignal empfangen, so wird von dem Diskriminator 7 (8) ein beträchtliches positives Potential an das Steuergitter der Röhre Vi (V 3) gelegt. Hierdurch wird diese Röhre leitend und in · folge des gemeinsamen Kathodenwiderstandes R 5 (i?6) steigt das Kathodenpotential beider Röhren. Wenn die Kathode der Röhre V2. (V4) auf dieser neuen Spannung liegt, so reicht die positive Vorspannung des Steuergitters dieser Röhre nicht mehr aus, um diese leitend zu machen, und sie ist daher unwirksam.

Der Empfang von Zeichen- oder Trennspannung ist also durch den entsprechenden Zustand der Röhren Vi und V 2 (F 3 und V 4) gekennzeichnet. Ist die Röhre V 2 (V4.) leitend, so fällt ihr Anodenpotential infolge des durch den Widerstand R 2 (R 4) fließenden Stromes. In ähnlicher Weise fällt das Anodenpotential der Röhre Vi (V 3) infolge des durch den Widerstand Ri (R 3) fließenden Stromes, wenn diese Röhre leitend ist. Auf diese Weise wird das Anodenpotential der Röhre Vi (V3) bei Empfang von Zeichenspannung stärker positiv und die Anode der Röhre V 2 (V 4) bei Empfang von Trennspannung entsprechend stärker positiv. Die Anode der Röhre Vi (V 3) ist mit dem Schirm-

itter einer Pentode V 5 (Vy) (Fig. iB) über ein 7?C-NetzwerkJ?i5, Ä16, Ci (R iy, R18, C2) verbunden, auf dessen Zweck noch weiter eingegangen werden wird.

Die Anode der Röhre V 2 (V4) ist mit dem Schirmgitter einer Pentode VS-(V8) (Fig. 1 B) über ein i?C-Netzwerk R19, i?2o, C3 (R21, R22, 4) verbunden.

Die Anoden der Röhren V 5 und V 6 (V 7 und V 8) sind mit der Hochspannungsquelle über entsprechende Anodenwiderstände i?23 und i?24 (R 25 und R 26) verbunden und ihre Kathoden

über entsprechende Widerstände R27 und R28 (R.2g und R30) gegen Masse geschaltet.

Während einer Zeichenspannung bewirkt der Potentialanstieg der Anode der Röhre Vi (V 3), daß die Röhre V 5 (V 7) leitend wird, und während eines Trennsignals bewirkt der Potentialanstieg der Anode der Röhre V 2 (V4), daß die Röhre V 6 (VS) leitend wird.

Andererseits bewirkt während einer Zeichenspannung die Sperrung der Röhre V6 (V8) ein Ansteigen ihres Anodenpotentials und während einer Trennsignalspannung die Sperrung der Röhre V 5 (V 7) ein Ansteigen des Anodenpotentials dieser Röhre.

Das erhöhte Potential der Anode der Röhre V 6 (V 8) während einer Zeichenspannung wird über einen Widerstand R 31 (R 32) und einen Widerstand i?33 an das Steuergitter einer Pentode V9 gelegt. Die Widerständet 31 (.R32) und R 34 bilden ein Potentiometer zwischen der Röhre V 6 (V 8) und Masse.

In ähnlicher Weise wird das erhöhte Potential der Anode der Röhre V 5 (V 7) während eines Trennsignals über einen Widerstand i?35 (-R36) und einen Widerstand Rz7 an das Steuergitter einer Pentode V10 gelegt. Die Widerstände i?35 (i?36) und i?38 bilden ein zwischen die Anode der Röhre V 5 (F 7) und Masse geschaltetes Potentiometer.

Die Röhren V 9 und F10 bilden ein elektronisches Relais, das ähnlich dem aus den Röhren V1 und V 2 (Fig. τ A) gebildeten ist. Die Kathoden der Röhren V 9 und V10 sind über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand R 39 gegen Masse geschaltet. Ihre Anoden sind mit Hochspannungspotential über die Signalstrom- und Trennstromwicklungen MW und SW eines Telegrafenrelais verbunden, durch die ein Umschaltkontakt CO gesteuert wird.

Während einer Zeichenspannung bewirkt das von den Anoden der Röhren V 6 und V 8 an das Steuergitter der Röhre V 9 gelegte erhöhte Potential, daß die Röhre V 9 leitend wird und Strom durch die Zeichenstromwicklung MW des Telegrafenrelais fließt. Durch diese wird der Kontakt CO an der »Zeichenstromseite« M gehalten. Dieser Kontakt ist beispielsweise mit einer (nicht gezeichneten) Telegrafenleitung verbunden.

Während eines Trennsignals bewirkt das von den Anoden der Röhren V 5 und V 7 an das Steuergitter der Röhre Fio gelegte erhöhte Potential, daß die Röhre Fio leitend wird und Strom durch die Trennstromwicklung SW des Telegrafenrelais fließt. Hierdurch wird der Kontakt CO auf die Trennsignalseite S umgeschaltet. Man kann es nun so auffassen, daß die während einer Zeichenperiode an den Anodenwiderständen R24. und R26 entstehenden Spannungen direkt an dem Widerstand R 34 addiert werden. In ähnlicher Weise kann man annehmen, daß die an den Anodenwiderständen R 23 und R25 während einer Trennstromperiode entstehenden Spannungen direkt an dem Widerstand addiert werden. Hieraus ist ersichtlich, daß im Gegensatz zu den bisher bekannten Mehrfachempfangssystemen beide empfangenen Signale zugleich zur Bildung des Ausgangssignals beitragen. Die Netzwerke R15, R16, Ci ... R21, R22, C4 haben den Zweck, den Wert der Kombination der empfangenen Signale zu erhöhen, wie im folgenden noch genauer ausgeführt werden soll.

Es wurde bereits erläutert, daß die empfangenen Signale in dem Begrenzer 5 (6) auf einen gemeinsamen Amplitudenpegel gebracht werden, bevor sie an den !Diskriminator 7 (8) angelegt werden. Die Ausgangsspannung des Diskriminators besitzt somit positives oder negatives Potential von im wesentlichen konstanter Amplitude, unabhängig von irgendwelchen Amplitudenunterschieden der empfangenen Signale. Besteht jedoch eine zeitliche Verzögerung zwischen den empfangenen Signalen, So so bleibt diese auch am Ausgang des Diskriminators und den darauf folgenden Kreisen bestehen.

Nach Fig. 2 ist nun angenommen, daß ein Übergang vom Zeichen + zum Trennstrom, wie er durch das Elektronenrelais Fi und F 2 wiedergegeben wird, im wesentlichen die Farm der Kurve α habe In ähnlicher Weise entspricht die Kurve b dem Zeichentrennstromübergang, wie er durch da.« Elektronenrelais F3, F4 wiedergegeben wird. Die Kurven α und b stimmen bis auf eine Zeit- oder go Phasendifferenz dt überein. Diese Zeitverzögerung entspricht derjenigen, mit der die Signale bei den Antennen 1 und 2 eintreffen und ist den Unwägbarkeiten eines Übertragungsweges zuzuschreiben.

Werden die Kurven α und b direkt addiert, so ergibt sich eine Kurve nach Linie c. Wie ersieht Hch, ist ein Undefinierter Übergang vorhanden, da während der Zeit dt das Potential in bezug auf die Nullinie weder positiv noch negativ ist. Das bedeutet, daß während der Zeit dt das Ausgangsrelais sich in einem unstabilen Zustand befindet und durch die Kombination der Kurven α und b ist nur wenig gewonnen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die Zeichen, die von den Elektronenrelais Fi, F2 und F3, F4 kommen, durch das obengenannte .RC-Netzwerk geleitet. Diese wandeln die Kurven α und b in Kurven der Art um, wie sie in den Kurven d und e dargestellt sind. Die Zeitverzögerung dt ist noch genau so wie vorher vorhanden. Werden die no Kurven d und e wiederum addiert, so ergibt sich eine resultierende Kurve /, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Hierbei ergibt sich keine Unsicherheit bezüglich des Übergangspunktes, der das Mittel zwischen den Übertragungspunkten der Kurven d und e darstellt. Auf diese Weise tragen beide empfangenen Signale zu der genauen Festlegung des Signaleinsatzpunktes bei; somit läßt sich verallgemeinert sagen, daß diese ein genaueres Ergebnis als der Empfang nur eines Signals ergibt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Empfangssystem für frequenzumgetastete Telegrafiesignale, insbesondere Mehrfachempfangssystem mit Schaltmitteln zum getrennten Empfang von über eine Anzahl ver-

   schiedener Wege übertragener Zeichen und Schaltungen zur getrennten Gewinnung von Spannungen, . die den Modulationsfrequenzen der empfangenen Signale entsprechen, gekennzeichnet durch Mittel zur direkten Addition der gewonnenenSpannungen zu einer resultierenden Spannung und mindestens ein Ausgangsrelais, das durch die resultierende Spannung gesteuert wird, sowie Maßnahmen zur Abflachung der Flanken der Gleichstromsprünge in den einzelnen Kanälen, so daß bei der Addition der Einzelspannungen die bei Mehrfachempfang auftretende Verzögerung der empfangenen Signale keinen labilen Zustand des Relais bedingt, indem die gewonnene Spannung an (zusätzliche) Gitter von Röhrenpaaren (V5, V6) (V J, VS) über einzelne Netzwerke (2? 15, R16, Ci; 'ä 17, ie 18, C 2) (Rig, R20, C3; £21, i?22, C4) gelegt ist, wodurch die.Signalübergänge jeder der gewonnenen Spannungen zur Stabilisierung des Signaleinsatzpunktes bei der resultierenden Spannung beitragen.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromtelegrafiezeichen je ein Elektronenrelais (Vi, V2; V 3, V4) steuern.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenrelais aus zwei Röhren (Vi, V2 bzw. Vz, V4) bestehen, deren beide Kathoden über einen gemeinsamen Widerstand (ie 5 bzw. i?6) an Masse gelegt sind.
4. 4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zeichenempfang eine negative und derartig bemessene Vorspannung an das Steuergitter der einen Röhre (Vi bzw. V 3) gelegt ist, daß diese Röhre nicht leitend ist und gleichzeitig die andere Röhre (V2 bzw. V4) infolge der an das Steuergitter gelegten positiven Spannung leitend ist, während bei Empfang eines Trennsignals ein beträchtliches positives Potential an das Steuergitter der ersteren Röhre (Vj bzw. V 3) gelegt ist.

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5. 5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die (zusätzlichen) Gitter der Röhrenpaare (V 5, V6) (Vj, V8), an die die gewonnene Spannung über einzelne Netzwerke gelegt ist, Schirmgitter von Pentoden sind.

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 494 309;
   deutsche Patentschrift Nr. 454 209.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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