DE964690C - Verfahren zur Phasensynchronisierung der von zwei oertlich verschieden gelegenen, fernen Impuls-Sendern abgegebenen Impulse gleicher Impulsfolgefrequenz - Google Patents

Description

In der Impulstechnik, insbesondere bei der wechselzeitigen Mehrkanalübertragung von Nachrichten mit modulierten elektrischen Impulsen, ergibt sich häufig die Aufgabe, zwei oder mehrere örtlich sehr weit auseinanderliegende Impulserzeugungsstufen gleicher Impulsfolgefrequenz in bezug auf ihre gegenseitige Phasenlage zu synchronisieren, und zwar handelt es sich hierbei meist darum, die Regelung der einen der beiden Impulserzeugungsstufen so durchzuführen, daß die Impulse nach ihrer Fernübertragung an einen gemeinsamen Empfangsort an diesem zur Koinzidenz gelangen. Nach einem bereits an anderer Stelle vorgeschlagenen Verfahren wird zur Lösung der gestellten Aufgabe so vorgegangen, daß die zu vergleichenden Impulse an der gemeinsamen Empfangsstelle phasenmäßig miteinander verglichen werden und aus ihrem jeweiligen gegenseitigen Phasenabstand eine diesem entsprechende. Regelspannung abgeleitet wird. Diese wird dann mittels eines ge- ao eigneten Übertragungsverfahrens — etwa als Modulation eines Impulskanals — dem Standort des einen der beiden Impulserzeuger zugesendet und nach Rückgewinnung in einem Demodulator dort zum Betrieb eines einen Phasenschieber mechanisch .oder elektrisch nachstellenden Regelorgans verwendet.

Das beschriebene Verfahren hat jedoch verschiedene Nachteile aufzuweisen, die es leider für manche Zwecke als ungeeignet erscheinen lassen.

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Diese Nachteile seien im folgenden an Hand eines Beispiels näher erläutert.

In Abb. ι ist der Verlauf der am Vergleichsort in einer Vergleichsstufe erzeugten Regelspannung % β als Funktion des gegenseitigen, zeitlichen Abstandes Δ t der beiden zu vergleichenden Impulse (Regelcharakteristik) dargestellt. Der rechte positive Teil der Kurve entspreche dabei z. B. vorauseilender Phase der ersten Impulsfolge gegenüber ίο der anderen Impulsfolge, der negative Teil dem umgekehrten Fall. Bei übereinstimmender zeitlicher Lage ist die Regelspannung null. Die dargestellte Kurve mit ihrem steilen Verlauf im Nullpunkt ist für eine Regelkurve charakteristisch und wird bei allen eine selbsttätige Phasenregelung bewirkenden Schaltungsanordnungen angestrebt. In Abb. 2 ist ferner ein mit der Regelspannung amplitudenmodulierter Impulskanal bei stark schwankendem Phasenabstand der beiden zu vergleichenden Impulsfolgen gezeigt, der die Regelspannung, wie oben beschrieben, vom Vergleichsort an den Standort des Impulssenders übertragen soll. Die in der Abbildung gestrichelt eingezeichnete Linie kennzeichne die Amplitude der unmodulierten Impulse. Bei voreilender Phase wird dann im Sinne der Abb. 1 die Impulsamplitude vergrößert, bei nacheilender Phase dagegen verkleinert. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß ein phasenrichtiges Arbeiten der Anlage nur bei einwandfreier Übertragung des Bezugspunktes 0 der Regelcharakteristik in Abb. 1 gewährleistet ist. Ergibt sich nämlich bei der Fernübertragung der Regelspannung an den Standort des zu regelnden Impulssenders eine Verzerrung der Kurvenform der Regelcharakteristik, was bei der sende- und empfangsseitigen Modulationsumformung durch Eingehen der Röhreneigenschaften oder verschiedene Alterung der sende- und empfangsseitig verwendeten Röhren nicht zu vermeiden ist, so wirkt sich dies unter Umständen auch auf eine Ver-Schiebung des Bezugspunktes aus. In Abb. 3 a bedeutet beispielsweise die ausgezogene Linie die sendeseitig vorliegende Regelcharakteristik, während die gestrichelt ausgeführte Linie den empfangsseitigen, etwas verzerrten Verlauf der Regelcharakteristik darstellt. Man erkennt, daß sich der die Phasengleichheit kennzeichnende Punkt Oi durch das Übertragungsverfahren um die kleine Größe S₁ nach O¹' verschoben hat, was zur Folge hat, daß die empf angsseitige Anzeige der Phasengleichheit nicht bei sendeseitig koinzidierenden Impulsen, sondern erst bei einem dem kleinen Betrag O₁ entsprechenden Phasenabstand erfolgt.

Ähnliche Fehler können auch durch Betriebsschwankungen der Gleichspannungen in Erscheinung treten. Abb. 3 b zeigt z.B., wie durch Veränderung der den Bezugspunkt 0 festlegenden Gleichspannung um die Größe Δ U eine entsprechende Verschiebung des Bezugspunktes um den Betrag δ₂ hervorgerufen wird. Insgesamt ist also zu ersehen, daß mit dem beschriebenen Verfahren eine exakte Einregelung der Phase nicht zu erreichen ist, da eine Übertragung des Bezugspunktes O^ nur innerhalb eines gewissen Schwankungsbereiches möglich ist. Da ferner die zeitliche Änderung der Regelspannung unter Umständen mit sehr langsamer Geschwindigkeit vor sich geht, bringt die Anwendung dieses Verfahrens den weiteren Nachteil mit sich, daß für das, jeweils verwendete Übertragungssystem die Möglichkeit einer Gleichstromübertragung gefordert werden muß, was jedoch bei den meisten Systemen nicht gegeben ist.

Demgegenüber werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die geschilderten Nachteile vermieden und mit ihm sowohl eine absolut sichere Übertragung des Phasenumkehrpunktes als auch die Möglichkeit seiner Verwendung bei beliebigen Nachrichtensystemen erreicht.

Die Erfindung schlägt vor, zur selbsttätigen Herstellung der Koinzidenz zwischen den Impulsfolgen, die von zwei örtlich verschieden gelegenen fernen Impulssendern abgegeben werden, wobei an der gemeinsamen Empfangsstelle aus einem Phasenvergleich eine Regelspannung abgeleitet wird, zwei an der gemeinsamen Empfangsstelle vorgesehene Sinusgeneratoren verschiedener Frequenz durch diese Regelspannung derart zu steuern, daß bei voreilender Phase der einen Impulsfolge gegenüber der anderen Impulsfolge die eine Frequenz und bei nacheilender Phase dieser Impulsfolge gegenüber der anderen die andere Frequenz dem nachzuregelnden Sender übermittelt wird, und daß bei Koinzidenz der beiden Impulsfolgen beide Frequenzen übertragen werden.

Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf ein Ausführungsbeispiel aus der Nachrichtenübertragung mit Hilfe von modulierten elektrischen Impulsen Bezug genommen. In Abb. 4 bedeuten A und B die Endstellen einer Mehrkanalübertragungsanlage zur wechselzeitigen Übertragung von verschiedenen Nachrichten mit modulierten elektrischen Impulsen, R eine im Übertragungsweg befindliche Relaisstelle und C die Endstelle einer ebensolchen Zweigrichtung, die über die Relaisstelle R mit den beiden Endstellen der Hauptrichtung in Verbindung stehen soll. Mit E₀ und S₀ seien ferner die Sender und Empfänger an den Endstellen bezeichnet und mit E₁ und ,S₁ bzw. E₂ und S₂ die Sender und Empfänger an der Relaisstelle bzw. an der Endstelle der Zweigrichtung. Besteht nun bei einer solchen Gegensprechanlage z. B. der Wunsch, von der Endstelle C der Zweigrichtung mit der Endstelle B der Hauptrichtung in Gegensprechverbindung zu treten, so müssen in der mit α bezeichneten Ausschleusstufe der Relaisstation die für die Endstelle C bestimmten Impulskanäle aus dem Impulssummenkanal ausgeschleust und in der mit e bezeichneten Einschleusstufe die für die Endstelle B bestimmten Impulskanäle in den Impulssummenkanal der Gegenrichtung ein- iao geschleust werden. Die Ausschleusung ist dabei mit keinerlei Schwierigkeiten verbunden; dagegen ist es zur Ermöglichung einer Einschleusung der von der Endstelle C ausgesandten Impulskanäle in den Impulssummenkanal der Hauptrichtung zunächst erforderlich, einige nicht mit einer Nachricht be-

legte Impulskanäle aus dem Impulssummenkanal der Hauptrichtung zu entfernen, d. h. Lücken zu schaffen, in welche die von der Endstelle C der Zweigrichtung kommenden Impulskanäle gesetzt werden können. Ferner müssen sowohl die Impulsfolgefrequenzen der Haupt- und Zweigrichtung übereinstimmen als auch der Phasenabstand, der an den Endstellen A und B der Hauptrichtung ausgestrahlten Impulsfolgen derart bemessen sein, daß ίο die beiden Impulsfolgen nach ihrer Fernübertragung an der Relaisstelle phasenrichtig ineinander geschachtelt werden können, damit in dem durch Zusammenmischung der beiden Impulsfolgen entstandenen Impulssummenkanal dieeinzelnen Impulse wieder in gleichen zeitlichen Abständen aufeinanderfolgen.

Als eine der nächstliegenden Möglichkeiten, die richtige Phasenbeziehung der beiden zu vereinigenden Impulssummenkanäle herzustellen, könnte man zunächst versuchen, die eine der beiden an der Relaisstelle empfangenen Impulsfolgen vor ihrer Zusammenmischung mit der anderen über eine Laufzeitkette regelbarer elektrischer Längen zu geben und mit Hilfe der in einer Phasenvergleichsschaltung abgeleiteten Regelspannung an Ort und Stelle eine selbsttätige Phasenregulierung durch mechanische oder elektrische Beeinflussung der elektrischen Länge der Laufzeitkette zu bewirken. Jedoch scheitern derartige Versuche daran, daß es nach dem heutigen Stand der Technik keine einfach zu beherrschenden Laufzeitketten gibt, die eine nebensprechfreie, verzerrungsfreie und einstellbare Verzögerung um mindestens 50 bis 60 ^sec gestatten. Aus diesem Grunde ist man darauf angewiesen, die Verzögerung der Impulse schon an deren Erzeugungsort, d. h. senderseitig, vorzunehmen, und zwar geht man am einfachsten in der Weise vor, daß man eine der gewünschten Verzögerung entsprechende Phasenverschiebung der die Impulsableitstufe speisenden Sinusspannung bewirkt. Es lassen sich dann einfache, aus RC- oder i?L-Kombinationen bestehende Phasenschieber verwenden, die sich in einfacher Weise etwa mit Hilfe eines Servomotors oder einer Blindröhre phasenmäßig beeinflussen lassen.

In Abb. S ist eine besonders geeignete Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, soweit es sich um die an der Relaisstation erforderlichen Maßnahmen handelt, dargestellt. Den Eingang dieser Schaltungsanordnung bilden die beiden, mit Ro₁ und Ro₁' bezeichneten Röhren, deren Gitter über je ein i?C-Glied gleicher Bemessung die beiden zu vergleichenden Impulssummenkanäle zugeführt werden. An der mit ι bezeichneten Klemme wird z. B. der von der Endstelle C der Zweigrichtung kommende Impulssummenkanal zugeführt, während der von einer der beiden Endstellen A oder B der Hauptrichtung empfangene Impulssummenkanal an die Klemme 1' gelegt wird. Da die einzelnen Impulse bei Verwendung von Impulszeitmodulation, die auch diesem Ausführungsbeispiel zugrunde gelegt sei, keine feste zeitliche Lage haben, sondern entsprechend ihrer Modulation dauernden Schwankungen um eine mittlere zeitliche Lage unterworfen sind, sind diese zum Vergleich der relativen Phasenlage der beiden Impulssummenkanäle schlecht geeignet. Besser ist es, zu diesem Zweck die nicht mit einer Nachricht belegten und daher in ihrer zeitlichen Lage feststehenden Synchronisierimpulse zu verwenden. Es gilt dann, um einen Phasenvergleich durchführen zu können, diese zu isolieren und von den übrigen Nachrichtenkanälen abzutrennen, was auf Grund gewisser Unterscheidungsmerkmale nach bekannten Verfahren stets möglich ist. Im vorliegenden Fall sei das Synchronisierzeichen z.B. als Doppelimpuls ausgebildet, d. h., es möge aus zwei in geringem zeitlichem Abstand aufeinanderfolgenden Impulsen bestehen. Zur Abtrennung dieses Synchronisierzeichens von den übrigen zeitmodulierten Impulsen des Impulssummenkanals werden die beiden Teilimpulse zunächst einer Amplitudenverdopplung unterworfen, was in einfacher Weise z. B. mit Hilfe der in Abb. 5 mit L und L' bezeichneten, parallel zu den Arbeitswiderständen R₁ und A₁' geschalteten Laufzeitketten erreicht werden kann. An den beiden Arbeitswiderständen treten dann nämlich außer den in den Röhren Ro₁ und Ro₁ verstärkten Impulssummenkanälen auch die an den offenen Enden der Laufzeitketten mit gleicher Polarität reflektierten und daher um die Laufzeit etwas verzögerten Impulssummenkanäle in Erscheinung. Wird die elektrische Länge der Laufzeitketten geeignet bemessen, so läßt sich erreichen, daß sich gerade eine dem gegenseitigen zeitlichen Abstand der beiden Teilimpulse des Synchronisierzeichens entsprechende Verzögerung und damit eine Amplitudenverdopplung des einen der beiden Teilimpulse ergibt. Dieser sich nun in seiner Amplitude von den anderen Impulskanälen unterscheidende Impuls läßt sich dann nach bekannten Verfahren in einfacher Weise von den anderen trennen. Im Ausführungsbeispiel der Abb. 5 geschieht dies z. B. mit Hilfe der über ein /?C-Glied an den Arbeitswiderstand der Röhren Ro₁ und Ro₁ angekoppelten Dioden D₁ und D₁. Da an dem i?C-Glied automatisch eine Vorspannung entsteht, wird nur der Impuls mit höchster Amplitude an der Diode D₁ und ebenso an der Diode D₁ einen Stromfluß hervorrufen, und nur dieser eine Impuls von sämtlich möglichen wird an dem Widerstand R₂ bzw. i?₂' als Spannungsabfall wirksam. Mit Hilfe der beiden Transformatoren Tr₁ und Tr₁ hat man es schließlich an der Hand, nach Belieben auch die Polarität der abgetrennten Vergleichsimpulse umzukehren. Auf der Primärseite dieser Transformatoren liegen die Impulse mit negativer Polarität, während sie auf der Sekundärseite in positiver Polarität zur Verfügung stehen.

Zum Phasenvergleich findet bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine bereits an anderer Stelle vorgeschlagene, besonders vorteilhafte Schaltungsanordnung Verwendung, deren Kennzeichen darin besteht, daß zwei Diodenstrecken vorgesehen sind, bei welchen die Kathode der einen sowie die Anode der anderen Diode mit dem einen Belag eines

Kondensators verbunden sind, dessen anderer Belag an einem gemeinsamen Bezugspotential, vorzugsweise an Masse liegt, und daß Kopplungsglieder vorzugsweise hoher Zeitkonstante vorgesehen sind, zur Zuführung der Impulse einer Folge über die eine Diodenstrecke sowie der Impulse der anderen Folge in entgegengesetzter Polarität über die andere Diodenstrecke an den Kondensator. Die beiden Impulsfolgen bewirken dann wechselweise ίο eine Auf- und Entladung bzw. Umladung des Kondensators, so daß an diesem impulsförmige Spannungsabläufe entstehen, deren Impulsbreite gleich dem zeitlichen Abstand der zugeführten Impulse ist und deren Polarität und Dauer daher ein geeignetes Kriterium für die Phasenlage darstellen.

Im Ausführungsbeispiel der Abb. 5 sind zwei der beschriebenen Schaltungsanordnungen verwendet, welchen die zu vergleichenden Impulse in entgegengesetzter Polarität zugeführt werden. Man erkennt jeweils die beiden Diodenstrecken D₂ und D₃ bzw. D₂' und D₃', die hier als Doppeldioden verwendet werden, sowie die beiden der wechselweisen Umladung unterworfenen Kondensatoren C₀ und C₀'. Der Abgriff der zu vergleichenden Impulse geschieht je nach der gewünschten Polarität an der Primär- oder Sekundärseite der Impulstransformatoren Tr₁ und Tr₁', wie aus Abb. 5 im einzelnen zu entnehmen ist. Eilen nun die an der Klemme 1 liegenden Impulse den an der Klemme 1' liegenden zeitlich voran, so ist ersichtlich, daß auf Grund der Schaltungsausführung am Kondensator C₀ Impulse positiver Polarität und gleichzeitig am Kondensator C₀ Impulse negativer Polarität entstehen. Eilen dagegen die Impulse an der Klemme 1' den an der Klemme 1 liegenden voran, so kehrt sich dementsprechend auch die Polarität der an C₀ und C₀' stehenden Impulse um. Es ist damit die Möglichkeit gegeben, durch Steuerung der beiden folgenden Röhren Ro₂ und Ro₂' mit diesen Impulsen ^Je nach der Phasenlage die eine oder andere Röhre zu sperren bzw. zu öffnen. Liegen z. B. am Kondensator C₀ gerade positive Impulse und erfolgt die Ankopplung der beiden Röhren Ro₂ und Ro₂ an die Kondensatoren über i?C-Glieder, so läßt sich bei geeigneter Bemessung der i?C-Glieder und genügend hohem Tastverhältnis erreichen, daß die Röhre Ro₂ für den Stromdurchgang praktisch dauernd gesperrt und die Röhre Ro₂ infolge der gleichzeitig auftretenden negativ orientierten Impulse am Kondensator C₀' praktisch dauernd geöffnet ist. Ändert sich dagegen die Phasenlage der an den Klemmen 1 und 1' liegenden Vergleichsimpulse so, daß nun am Kondensator C₀ negativ und am Kondensator C₀' positiv orientierte Impulse in Erscheinung treten, so ist das umgekehrte der Fall.

Wie aus dem Schaltschema der Abb. 5 zu ersehen ist, sind die Anoden der beiden Röhren Ro₂ und Ro₂' über die mit ihrer Mitte auf Pluspotential liegende Primärwicklung eines Transformators Tr₃ miteinander verbunden. Werden daher die beiden Röhren Ro₂ und Ro₂ an einem zweiten Gitter mit zwei Sinusspannungen verschiedener Frequenz beaufschlagt, so läßt sich hierdurch in einfacher Weise erreichen, daß nur die Frequenz der jeweils nicht gesperrten Röhre an der Sekundärseite des Transformators Tr₃ in Erscheinung tritt. Die beiden Sinusspannungen werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abb. 5 z. B. mit Hilfe von zwei auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Sinusgeneratoren Ro₃ und Ro₃ erzeugt. Die Steuerung der Röhren Ro₂ und Ro₂ wird an deren Bremsgittern vorgenommen. Je nach Phasenlage der beiden an den Eingangsklemmen 1 und 1' zugeführten Impulse ergibt sich somit an der Sekundarseite des Transformators Tr₃ eine andere Frequenz. Eilen z. B. die der Klemme 1' zugeführten Impulse zeitlich voran, so wird durch den Transformator Tr₃ die im ersten Generator Rö_s erzeugte Frequenz (z.B.300Hz) übertragen; verschiebt sich dagegen aus irgendwelchen Gründen die relative Phasenlage der beiden an den Klemmen 1 und 1' liegenden Impulse derart, daß nun die an der Klemme 1 liegenden Impulse die zeitlich früheren sind, so wird die andere Frequenz (z. B. 800 Hz) übertragen. Nur bei übereinstimmender Phase der beiden zu vergleichenden Impulse werden beide Frequenzen gesendet, was sich jedoch empfangsseitig, d. h. also an der Endstelle C der Zweigrichtung in Abb. 4, wie weiter unten noch gezeigt wird, so auswirkt, daß bei gleichzeitigem Empfang beider Frequenzen die Regelung außer Tätigkeit tritt. Die Regelung geht vielmehr nur so lange vor sich, als nur eine Frequenz gesendet wird.

Das Verfahren könnte insofern noch einer Abwandlung unterworfen werden, als bei übereinstimmender Impulsphase der beiden zu vergleichenden Impulsfolgen keine der beiden Frequenzen gesendet wird, wodurch ebenfalls ein Aussetzen der Regelung herbeizuführen wäre. Ein solches Verfahren hätte jedoch den großen Nachteil aufzuweisen, daß sich dann der Fall übereinstimmender zeitlicher Lage der Impulse nicht mehr von dem Vorhandensein einer etwaigen Betriebsstörung unterscheiden würde. Demgegenüber ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jederzeit die Möglichkeit einer Betriebskontrolle gegeben, indem mit jeder der beiden Frequenzen empfangsseitig eine Kontrolleinrichtung in Betrieb gehalten wird — im einfachsten Fall z. B. eine Glühlampe od. dgl. —, deren gleichzeitiger Ausfall sofort auf eine vorhandene Betriebsstörung der Anlage schließen läßt. In Abb. 6 a und 6 b sind die geschilderten Verhältnisse in einer der Abb. 1 entsprechenden Darstellung zum Ausdruck gebracht. Hat die Phasenverschiebung Δ t positives Vorzeichen, so wird die auf der rechten Seite der Abb. 6 a gezeichnete Frequenz Z₁ gesendet; ändert die Phasenverschiebung plötzlich ihr Vorzeichen, so wird die auf der linken Seite dargestellte Frequenz f₂ übertragen, und war, wie die graphische Darstellung der Abb. 6 b um Ausdruck bringt, unabhängig von der jeweils vorhandenen Größe der Phasenverschiebung Δ t. Man erkennt die außerordentlich scharfe Festlegung des die Phasengleichheit kennzeichnenden

Zustandes, der in dem früheren Beispiel der Abb. ι durch das Fehlen einer Regelspannung festgelegt war (Punkt 0 in Abb. i). Es sei erwähnt, daß die Fernübertragung der beiden Regelfrequenzen nicht nur mit der Methode der Impulsmodulation möglich ist, sondern auch mit allen anderen Methoden der drahtlosen Nachrichtenübermittlung, wie z. B. der Trägerwellenfrequenzmodulation oder der Trägerwellenamplitudenmodulation u. dgl., durchgeführt

ίο werden kann.

Wie schon einleitend beschrieben, ist die Einschleusung der von der Endstelle einer Zweigrichtung kommenden Impulse in den Impulssummenkanal der Hauptrichtung nur dann möglich, wenn außer der Phasensynchronisierung auch die Voraussetzung einer Übereinstimmung der Impulsfolgefrequenzen erfüllt ist. Verfahren zur Frequenzsynchronisierung der Impulsfolgefrequenzen der Haupt- und einer Zweigrichtung bei Impulsmehrkanalübertragungsanlagen sind schon an anderer Stelle vorgeschlagen worden. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren besteht z. B. darin, daß die Impulsfolgefrequenz der Hauptrichtung, in welche die Einschleusung erfolgen soll, nach vorheriger Frequenzteilung einen nicht mit einer Nachricht belegten Kanal auf moduliert und über diesen an die Endstelle der Zweigrichtung übertragen wird, wo aus der nach erfolgter Demodulation und Frequenzvervielfachung auf den ursprünglichen Wert erhaltenen Sinusspannung sämtliche HilfsSpannungen und Impulse zum Betrieb der Impulszentrale des Senders an der Endstelle dieser Zweigrichtung abgeleitet werden. Man könnte daher annehmen, daß bei gleichzeitiger Frequenz- und Phasensynchronisierung der Haupt- und Zweigstrecke zwei freie Nachrichtenkanäle zur Verfügung stehen müssen, die für die eigentliche Nachrichtenübertragung demnach ausfallen würden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es jedoch möglich, mit nur einem einzigen Kanal auszukommen. Wie dies im einzelnen geschehen kann, ist in Abb. 5 in den beiden mit 7?ό₄ und Ro₅ bezeichneten Röhrenstufen zur Ausführung gebracht. Hier bedeutet Rö_i eine Trenn und Verstärkerröhre, und die Röhre Ro₅ stellt mit ihren Schaltelementen einen Frequenzteiler spezieller Art dar. Die Arbeitsweise ist folgende: Die Röhre i?ö₄ wird gitterseitig mit den am Transformator Tr₁' in positiver Polarität abgegriffenen Synchronisierimpulsen der Hauptübertragungsrichtung gesteuert. Der Impulstransformator Tr^ überträgt diese Impulse auf den Gitterkreis der Röhre Ro₅, in deren Anodenkreis ein auf einen Bruchteil der Impulsfolgefrequenz abgestimmter Schwingungskreis S liegt. (Bei einer Impulsfolgefrequenz von 8 kHz sei der Schwingungskreis z. B. auf ⁸/s kHz abgestimmt.) Die Frequenzteilung ist erforderlich, weil bekanntlich nach H. Raabe die höchste mit Impulsmodulation übertragbare Frequenz ΩΙ2 ist, wenn Ω die Impulskreisfrequenz bedeutet. Da die Filter im allgemeinen bei 0,85 Ω/2 abschneiden, ist das kleinste anwendbare Teilverhältnis 1 :3. Die am Schwingungskreis bei eingeschwungenem Zustand vorhandene Sinusspannung ⁸/s kHz überträgt sich mittels des Transformators Tr₅ weiterhin auf den Gitterkreis zurück und überlagert sich hier mit den sekundärseitig am Impulstransformator Tr₁ stehenden Impulsen. So entsteht bei geeigneter Phase der Sinusspannung die in Abb. 7 dargestellte Summenspannung. Da das am Gitter der Röhre Ro₅ liegende i?C-Glied automatisch eine Vorspannung U₀ erzeugt, läßt sich bei richtiger Bemessung erreichen, daß jeweils nur die von der Sinusspannung am weitesten hochgehobenen Impulse (d. h. z. B. jeder dritte Impuls) eine Steuerwirkung am Gitter von Röhre Ro₅ hervorrufen kann. Damit wird aber der Schwingungskreis 5" im Takt seiner eigenen Frequenz angestoßen. Es soll nicht unerwähnt bleiben, daß die Frequenzteilung auch mit einem Frequenzteiler irgendeiner anderen Art, z. B. einem Sperrschwinger od. dgl., ausgeführt werden kann. Die geteilte Frequenz wird dann auf eine dritte, mit der Sekundärwicklung des Transformators Tr_s in Serie liegende Wicklung des Transformators Tr₅ übertragen, was eine additive Überlagerung sämtlicher zur Phasenregelung und Frequenzsynchronisierung dienenden Sinusspannungen bedingt, und das gesamte Frequenzgemisch anschließend der Modulationsstufe eines freien Impulskanals zugeleitet.

Die empfangsseitigen Vorgänge am Standort des zu regelnden Senders seien im folgenden an dem Ausführungsbeispiel der Abb. 8 erläutert. Nach Rückgewinnung des mit einem Impulskanal auf die Endstelle C der Zweigrichtung übertragenen Frequenzgemisches in einem geeigneten Demodulator wird dieses zunächst dem Dreikanalfilter Fi zugeleitet, wo eine Trennung der drei übertragenen Frequenzen erfolgt. Am Filterausgang 1 trete z. B. die an der Relaisstelle geteilte Impulsfolgefrequenz der Hauptübertragungsrichtung auf. Sie wird zunächst im Frequenzvervielfacher FV wieder auf ihre ursprüngliche Frequenz vervielfacht und dann über den Phasenschieber φ dem Sender S₂ zuge leitet, wo aus ihr sämtliche zum Betrieb der Impulserzeugungsstufe erforderlichen HilfsSpannungen und Impulse abgeleitet werden. Hierdurch ist in einfacher Weise eine Frequenzsynchronisierung der Impulskanäle der Haupt- und Zweigrichtung erreicht. Die beiden an den Ausgangsklemmen 2 und 3 des Filters auftretenden, der Phasenregelung dienenden Spannungen werden, wie Abb. 8 im einzelnen zeigt, über die Transformatoren Tr₆ und Tr₇ auf den Gitterkreis zweier Röhren Ro₆ und Ro₇ übertragen, wo sie über die beiden Gleichrichter Gl₁ und Gl₂ eine Aufladung der Kondensatoren C₁ und C₂ bewirken. Werden nun, wie oben ausgeführt, bei sendeseitig übereinstimmender Phasenlage der beiden zu vergleichenden Synchronisierimpulse gleichzeitig beide Frequenzen empfangen, so entsteht sowohl am Kondensator C₁ als auch am Kondensator C₂ eine Spannung. Bei symmetrischer Ausführung der Schaltung ergibt sich folglich auch für jede der beiden Röhren Ro₆ und Ro₇ eine im gleichen Sinne erfolgende gleichstarke Änderung des Anodenstromes. Da beide Anodenströme den Kern M eines Relais in ent-

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gegengesetztem Richtungssinn umfließen, bleibt somit der Anker A des Relais auf Mittelstellung und der den Phasenschieber verstellende Elektromotor Mo in Ruhe. Wird jedoch entsprechend einer Phasenabweichung der beiden Synchronisierimpulse an der Relaisstelle in der einen oder anderen Richtung nur die eine der beiden Frequenzen empfangen, so wird nur der eine der beiden Kondensatoren C₁ und C₂ auf eine entsprechende Spannung aufgeladen, was eine Unsymmetrie der beiden Anodenströme und damit ein sofortiges, einseitiges Anlegen des Ankers A je nach der Frequenz an den einen oder anderen Kontakt des Relais zur Folge hat. Hierdurch wird dann entweder die eine oder die andere der beiden Erregerwicklungen W₁ und W₂ des Elektromotors Mo vom Strom durchflossen und entsprechend ein Anlaufen des den Phasenschieber nachstellenden Motors im einen oder anderen Umlaufssinn bewirkt.

Es sei darauf hingewiesen, daß es sich bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich um besonders vorteilhafte Anordnungen handelt. Insbesondere bleibt natürlich die Anwendungsmöglichkeit nicht allein auf den Fall der Impulsnachrichtenübertragung beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vielmehr überall dort Verwendung finden, wo Phasenregelungen über weite Strecken durchgeführt werden müssen, wobei man sich im einzelnen, je nach Sachlage, entweder der drahtlosen Übertragung oder der Übertragung auf Kabelverbindungen bedienen kann. Es ist auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren zur selbsttätigen Phasenregelung von Sinusspannungen zu verwenden. Man braucht sich zu diesem Zweck dann jeweils nur aus den Sinus spannungen mit diesen phasenstarr verknüpfte Hilfsimpulse abzuleiten und mit diesen, wie oben beschrieben, den Phasenvergleich durchzuführen. Schließlich sei auch auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Radartechnik hingewiesen.

Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Verfahren zur selbsttätigen Herstellung der Koinzidenz zwischen den Impulsfolgen, die von zwei örtlich verschieden gelegenen fernen Impulssendern abgegeben werden, bei welchem an der gemeinsamen Empfangsstelle aus einem Phasenvergleich eine Regelspannung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Regelspannung zwei an der gemeinsamen Empfangsstelle vorgesehene Sinusgeneratoren verschiedener Frequenz derart steuert, daß bei voreilender Phase der einen Impulsfolge gegenüber der anderen Impulsfolge die eine Frequenz und bei nacheilender Phase dieser Impulsfolge gegenüber der anderen die andere Frequenz dem nachzuregelnden Sender übermittelt wird, und daß bei Koinzidenz der beiden Impulsfolgen beide Frequenzen übertragen werden.
2. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer selbsttätigen Frequenzumtastung der Phasenvergleich an dem gemeinsamen Empfangsort in zwei eine Regelspannung erzeugenden Schaltungsanordnungen erfolgt, welchen die phasenmäßig zu vergleichenden Impulse gleichzeitig in der Weise zugeführt werden, daß am Ausgang dieser Stufen Regelspannungen entgegengesetzter Polarität entstehen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenvergleich der beiden Impulsfolgen unter Verwendung einer bereits vorgeschlagenen Schaltungsanordnung erfolgt, bei welcher ein Kondensator (C₀, C₀') über eine Diodenstrecke von den Impulsen der einen Folge aufgeladen und über eine zweite Diodenstrecke von den in umgekehrter Polarität vorliegenden Impulsen der anderen Folge wieder entladen bzw. umgeladen wird.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Sinusspannungen verschiedener Frequenz zwei rückgekoppelte Röhrengeneratoren vorgesehen sind.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbsttätigen Frequenzumtastung je nach Phasenlage der beiden zu vergleichenden Impulsfolgen zwei Doppelgitterröhren vorgesehen sind, deren erstem Gitter die in den Vergleichsstufen erzeugten Regelspannungen entgegengesetzter Polarität zugeführt werden, während das zweite Gitter der beiden Röhren jeweils mit den in den Sinusgeneratoren erzeugten Sinusspannungen verschiedener Frequenz beaufschlagt wird.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Gitter der beiden Doppelgitterröhren die am Kondensator der Schaltungsanordnungen nach Anspruch 3 entstehenden Impulse über ein i?C-Glied zugeführt werden.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden der beiden Doppelgitterröhren über die mit einer Mittelanzapfung auf positivem Potential liegende Primärwicklung eines Transformators miteinander verbunden sind und daß die an der Sekundärwicklung des Transformators entstehenden Sinusspannungen einer Modulationsstufe des Hochfrequenzsenders zugeführt werden.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Anwendung einer Frequenzsynchronisierung die der Phasenregelung dienenden Spannungen zusammen mit der der Frequenzsynchronisierung dienenden Spannung über ein und denselben Impulskanal an den Standort des zu regelnden Senders übertragen werden.
9. 9. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Standort des zu regelnden Impulssenders ein Mehrkanalfilter vorgesehen ist, dem das nach der Demodulation erhaltene Frequenzgemisch zugeleitet wird.
10. ίο. Schaltungsanordnung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Filterausgängen getrennt auftretenden, die Phasenlage kennzeichnenden Spannungen verschiedener Frequenz je über einen Gleichrichter (Diode) einen Kondensator aufladen.
11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die an den beiden Kondensatoren stehenden Spannungen zur Betätigung eines Differentialrelais dienen, vorzugsweise durch Steuerung je einer Röhre, deren Anodenströme den Kern des Relais in entgegengesetztem Richtungssinn umfließen.
12. 12. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am Standort des zu regelnden Impulssenders ein Phasenschieber vorgesehen ist, über welchen sämtliche die Impulsableitstufe des Senders speisende Spannungen laufen.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei der wechselzeitigen Mehrkanalnachrichtenübertragung mit modulierten elektrischen Impulsen.
14. 14. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernübertragung der Regelspannungen an den Standort des zu regelnden Impulssenders über eine Kabelverbindung erfolgt.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    österreichische Patentschrift Nr. 167 808;
    deutsche Patentschrift Nr. 714083.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 609 736/276 12.56 (709 524/180 5. 57)