DE958204C - Einrichtung zur Umwandlung amplitudenmodulierter Impulse in kodemodulierte Impulse - Google Patents

Description

Pulsmodulationseinrichtungen sind geeignet, eine A^iedzahl von Nachrichtenkanälen gleichzeitig zu übertragen. Man tastet die Nachrichtenspannungen nacheinander ab, wobei die Abtastfrequeniz / bekanntlich, mindestens doppelt so groß sein muß wie die höchste zu übertragende Frequenz.

Die Abtastung der Kanalspanmmgen liefert amplitudenmodulierte Pulse, die zumeist in Pulse mit einer anderen Modulationsart umgewandelt werden.

Ein aus verschiedenen Gründen (z. B. Geheimhaltung) besonders geeignetes Modulationsverfahren' ist die Pulscodemodulation. Bei dieser entspricht jedem Amplitudenwert eine Reihenfolge von Wertigkeiten, die z. B. nach dem Verhältnis von Dualzahlen geordnet sind. Die für die Umwandlung von amplitudenmodulierten Impulsen in Impulse mit Kodemodulation verwandten Verfahren beruhen im allgemeinen darauf, daß die amplitudenmodulierten Pulse mit einer Treppenspannung verglichen werden, deren Stufenhöhe der benutzten Wertigkeitsreihe, z. B. Dualzahlen, entspricht.

Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, bei denen der gesamte Amplitudenbereich in eine bestimmte Anzahl von Einzelbereichen unterteilt wird und jedem Einzelbereich eine bestimmte Kodegruppe zugeordnet wird. Bei diesen bekannten Verfahren wird eine Röhre mit einer Kodierungsmaske versehen, die übereinander angeordnet, entsprechend den möglichen Kodegruppen, Ausschnitte trägt.

Die Stellung des Elektronenstrahls ist durch den jeweiligen Amplitudenwert gegeben und bestimmt die jeweilige Kodegruppe.

Weiterhin ist ein Vorschlag gemacht worden, demzufolge sende- und/oder empfangsseitig ein Ladungsspeicher vorzusehen ist, bei dem ein exponentieller Anstieg der gespeicherten Spannung beispielsweise durch einen negativen Widerstand oder eine Rückkopplung erzeugt wird. Sendeseitig ίο werden hierbei die abgetasteten Momentanwerte gespeichert und während der Dauer des exponentiellen Anstieges durch subtraktives Abtasten mit einem festen Schwellwert in äquidisfanten Zeitabschnitten in eine Gruppe von Impulsen umgewandelt. Empfangsseitig 'werden durch Summierung der Impulse einer· Gruppe und exponentiellen Spannungsanstieg die Nachrichtenmomentanwerte erzeugt.

Die Erfindung sieht demgegenüber eine Einao richtung zur Umwandlung amplitudenmodulierter Impulse in kodemodulierte Impulse, bei der ein Speicher auf eine den amplitudenmodulierten Impulsen entsprechende· Spannung aufgeladen wird, vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die gez5 speicherte Spannung oder eine davon abgeleitete Spannung in dem Kodeverhälrnis entsprechend abgestufte Teilspannungen aufgeteilt wird, daß die Teilspannungen zeitlich gestuft abgegriffen werden und daß der Speicher unter Einwirkung der abgegriffenen Spannung um einen dem Kodeverhältnis entsprechenden Wert entladen wird, wenn die abgegriffene Spannung einen vorgegebenen Wert überschreitet. Beispielsweise wird eine Kondensatorreihe mit entsprechend dem betreffenden Kodesystem gestaffelten; Werten benutzt, die durch die eintreffenden amplitudenmodulierten Impulse aufgeladen und deren einzelne Glieder nacheinander abgetastet und um einen bestimmten Betrag entladen werden.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich im Vergleich zu den bekannten bzw. vorgeschlagenen Verfahren durch besondere Einfachheit und geringen Aufwand aus.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 3 noch näher erläutert. Die 'Prinzipschaltung einer Anordnung gemäß der Erfindung zeigt Fig. 1. Die an der Klemme 1 eintretenden amplitudenmodulierten Impulse laden die aus den Kondensatoren 2 bis 6 bestehende Kondensatorreihe auf (es wird in der Figur ein Ser-Kode angenommen). Der rotierende Schalter 7, dessen Umlaufgeschwindigkeit der zeitlichen' Folge der eintreffenden amplitudenmodulierten Pulse entspricht, tastet die an den Kondensatoren liegenden Spannungen der Reihe nach ab und gibt den abgetasteten Wert an den Verstärker 8, der mit Hilfe des Richtleiters 9 und der Vorspannung 10 eine Ausgangsschwelle besitzt. Ist der abgetastete Wert kleiner, als dies dem Schwellwert entspricht, so -wird für diese Wertigkeit der Wert ο registriert. Kommt jedoch ein abgetasteter Wert über den Schwellwert hinaus, so wird er weitergeleitet und erzeugt in der Anordnung 11, die als Sperrschwinger oder als entsprechend angeordnete Multivibratorschaltung ausgebildet sein kann> einen Impuls bestimmter Länge, der zum öffnen der Verstärkerröhre 12 benutzt wird, die zweckmäßig eine Pentode ist. Diese Verstärkerröhre 12 entlädt dann die Kondensatorreihe 2 bis 6, wobei die Entladung durch die an ihrem Gitter liegende Treppenspannung so geregelt wird, daß die Kondensatorkette sich stets um einen Betrag entlädt, der der jeweiligen Wertigkeit des Kodeimpulses bzw. der gerade vorhandenen Amplitude der Treppenspannung entspricht.

Die in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ablaufenden Vorgänge sind in Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2 a zeigt zwei amplitudenmodulierte Pulse. Am Steuergitter der Verstärkerröhre 12 in Fig. 1 liegt eine Treppenspannung, deren Stufen durch das Kodesystem festgelegt sind und deren zeitlicher Verlauf in Fig. 2 d dargestellt ist. Wenn die Pentode 12 (Fig. 1) durch einen kurzen Impuls der Anordnung 11 in Fig. 1 geöffnet wird, so fließt während der Dauer dieses Impulses ein Anodenstrom, dessen Intensität durch die Spannung von Fig. 2 d festgelegt ist und der die Kondensatorkette um einen Betrag entlädt, der der jeweiligen Stufenspannung, d. h. der jeweiligen Wertigkeit des Kodesystems entspricht.

Fig. 2 b zeigt den sich daraus ergebenden Spannungsverlauf am der gesamten Kondensatorkette und Fig. 2c die von der Anordnung 11 (Fig. 1) abgegebenen Impulse, die zugleich die in Kodewerte umgewandelten Amplitudenwerte der Eingangspulse darstellen. Der eintreffende Puls lädt die Kondensatorkette auf seinen Spannungswert auf, in dem in Fig. 2 dargestellten Fall also auf 21 Volt. Die unterste Stufe der Kondensatorkette hat somit eine Spannung von 21/16 Volt. Wird der Ausgangsschwellwert des Verstärkers 8 (Fig. 1) so gelegt, daß er einer Mindesteingangsspannung von ι Volt entspricht, so wird der Schwellwert überschritten, wenn der rotierende Schalter 7 (Fig. 1) die erste Stufe abtastet und die Anordnung 11 (Fig. 1) gibt daher einen Impuls definierter Länge ab, der die Verstärkerröhre 12 kurzzeitig öffnet. Dadurch entlädt sich die Kondensatorkette von 21 auf S Volt (Fig. 2 b). Die sich aus dieser neuen Gesamtspannung ergebende Teilspannung an der zweiten Kondensatorstufe, die beim Rotieren des Schalterarmes 7 (Fig. 1) nunmehr erreicht wird, beträgt 5/8 Volt und reicht nicht aus, um die Anordnung· 11 (Fig. 1) zur Abgabe eines Impulses zu veranlassen. Erst bei der dritten Stufe (Spannung 5/4 Volt) wird der Schwellwert wieder überschritten, so daß durch einen neuen Impuls der Anordnung 11 (Fig. 1) die Röhre 12 kurzzeitig geöffnet wird und eine weitere Entladung der Kondensatorkette erfolgt, die eine neue Gesamtspannung von 1 Volt ergibt. Bei der vierten Stufe des Schalters 7 (Fig. 1) wird der Schwellwert wieder nicht erreicht (Stufenspannung ¹It Volt). Erst bei Stufe 5 erfolgt wieder eine neue Entladung der Kondensatorkette.

Das Ergebnis der Umwandlung des Amplitudenwertes des eintreffenden Impulses in den gewählten

5er-Kode wird durch die Impulsfolge von Fig. 2C dargestellt

Ein Ausführuingsbeiispiel für iden in Fig. ι grundsätzlich dargestelltem Erfkiriunigsgediatiken zeigt Fig. 3.

Zur Erklärung der Anordnung nach Fig. 3 werden folgende Bezeichnungen benutzt: / = Telefonieabtastfrequenz = Frequenz des Pulsrahmens, ζ — Zahl der Telefoniekanäle (in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist ζ = 12), c = Zahl der Kodestufen (im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist c = 5).

Das Pulsmodulationssystem der Fig. 3 besitzt eine Generatoranordnung, deren einzelne Frequents zen durch phasenstarre Frequenzteiler miteinander verbunden sind. Im einzelnen besteht dieses Generatorsystem aus den Anordnungen 15 (Sinusspannung mit der Frequenz/), 16 (Pulse mit der Frequenz ζ · f), 17 (Sinusspannung mit der Frequieniz ζ · f), 18 (Pulse mit der Frequenz c · ζ · f), 19 (zwölf gleichmäßig über 360⁰ verteilte Phasenverschiebungen für die Frequenz f) und 20 (fünf gleichmäßig über 360⁰ verteilte Phasenverschiebungen für die Frequenz ζ · f). Die Transf ormatoren2i ... 32 führen die Sprachspannungen der Sprachkanäle zu, die mit Hilfe der elektrischen Schalter 33 ... 44 abgetastet werden. Zur zeitlichen Staffelung der Tastvorgänge werden in an sich bekannter Weise diesen elektronischen Schaltern der Puls mit der Frequenz ζ · f und die Sinusfrequenz mit der Frequenz / zugeführt, letztere über zwölf gleichmäßig'über 360⁰ verteilte Phasenverschiebungen (Anordnung 19). Die abgetasteten, zeitlich gestaffelten Sprachspannungen werden über die Leitung 45 dem Kondensator 46 zugeführt und dort gespeichert. Der Kondensator 46 liegt am Gitter der Verstärkerröhre 47, in deren Kathodenleitung die Widerstände 48 ... 52 liegen. Die Widerstandswerte dieser Widerstände sind entsprechend dem der Kodemodulation zugrunde liegenden Wertigkeitsverhältnis (z. B. Dualzahlen) gestaffelt. Die an den Widerständen liegenden Spannungsabfälle werden durch die elektronischen Schalter S3 ... 57 abgetastet und dem Verstärker 58 zugeführt. Zur gleichmäßigen Staffelung der Abtastung der Spannungsabfälle innerhalb einer Pulsfolge werden den elektronischen Schaltern der Puls mit der Frequenz c · ζ · f und die Sinusspannung mit der Frequenz ζ · f zugeführt, letztere über fünf gleichmäßig über 360⁰ verteilte Phasenverschiebungen (Anordnung 20). Der Ausgang des Verstärkers 58 besitzt durch den Richtleiter 59 und die Gegenspannung 60 einen Schwellwert. Wenn die von einem der elektronischen Schalter 53 ... 57 abgetastete Spannung den Ausgangsschwellwert des Verstärkers 58 überschreitet, so wird die Anordnung 61, die als Sperrschwinger oder als Multivibratorschaltung ausgebildet sein kann, so angestoßen, daß sie einen Impuls von vorgegebener Länge an ein Gitter der Verstärkerröhre 62 abgibt und damit diese Röhre für die Dauer des Impulses öffnet. Die Verstärkerröhre 62 liegt mit der Anode am Gitter der Verstärkerröhre 47 und entlädt während der Dauer des von der Anordnung 61 abgegebenen Impulses den Kondensator 46. Diese Entladung des Kondensators 46 wird durch eine am Gitter der Verstärkerröhre 62 liegende Spannung gesteuert, die entsprechend dem gewählten Kodesystem treppenförmig ausgebildet ist. Diese Treppenspannung, entsprechend dem gewählten Kodesystem, wird in dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel in an sich bekannter Weise dadurch erzeugt, daß der Kombination aus den Richtleitern 63, 64 und 65 und den Kondensatoren 66 und 67 erstens der Puls mit der Frequenz ζ · f und zweitens der Puls mit der Frequenz c · ζ · f (als negativer Puls) zugeführt wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist die folgende: Die dem Kondensator46 über die Leitung 45 zugeführten amplitudenmodulierten Pulse erzeugen an den Kathoden widerständen 48 ... 52 entsprechende Spannungsabfälle. Diese Spannungsabfälle werden durch die elektronischen Schalter 53 ... 57 zeitlich gestaffelt abgetastet, wobei nach jeder Abtastung, falls der Ausgangsschwellwert des Verstärkers 58 überschritten wird, eine den Stufen des Kodesystems entsprechende Entladung des Kondensators 46 über die Röhre 62 erfolgt. Am Ausgang des Verstärkers 61, an Klemme 68, können demnach die in das gewählte Kodemodulationssystem umgewandelten Pulse abgenommen werden.

Das in Fig. 3 gewählte Ausführungsbeispiel kann in vielen Einzelheiten mit an sich bekannten Mitteln · abgeändert werden, z. B. kann, um den Schaltern 53 · · · 57 g^eriⁿ£^e Spannungswerte zuzuführen, die gs Widerstandskette 48 ... 52 in zwei Zweigen aufgebaut werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Umwandlung amplitudenmodulierter Impulse in kodemodulierte Impulse, bei der ein Speicher auf eine den ampliiudenmodulierten Impulsen entsprechende Spannung aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Spannung oder eine davon abgeleitete Spannung in dem Kodeverhältnis entsprechend abgestufte Teil spannungen aufgeteilt wird, daß die Teilspannungen zeitlich gestuft abgegriffen werden und daß der Speicher unter Einwirkung der abgegriffenen Spannung um einen dem Kodeverhältnis entsprechenden Wert entladen wird, wenn die abgegriffene Spannung einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung der Speicherspannung durch Kathodenwiderstände einer am Speicher liegenden Verstärkerröhre erfolgt, deren Widerstandswerte dem Kodeverhältnis entsprechend abgestuft sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilte Speicherspannung oder eine davon abgeleitete Spannung mit elektronischen Schaltern, insbesondere gesteuerten Gleichrichteranordnungen, abgetastet wird.

4· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert, bei dessen Überschreitung die abgegriffene Teilspannung eine teilweise Entladung des Speichers veranlaßt, durch die Spannungsschwelle eines vorgespannten Richtleiters gebildet wird.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung des Speichers in dem Kodeverhältnis entsprechenden Stufen durch eine Verstärkerröhre, vorzugsweise eine Pentode durchgeführt wird, deren Anode mit dem Speicher verbunden ist und an deren Gitter zur Steuerung der Entladevorgänge eine treppenförmig abgestufte Spannung liegt, deren Stufen dem Kodeverhältnis entsprechen, wobei diese Verstärkerröhre durch eine Spannung geöffnet wird, die von der jeweils abgegriffenen und den vorgegebenen Wert überschreitenden Teilspannung abgeleitet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 838 324.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

J5 «09 577/146 7.56 (609 797 2.57)