DE969144C - Schaltungsanordnung zur Frequenzregelung einer frequenzmodulierten Traegerschwingung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Frequenzregelung einer frequenzmodulierten TraegerschwingungInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM
8. MAI 1958
E 2003 VIIIa/21 α1
ist in Anspruch genommen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Frequenz der mit Fernsehbildsignalen
und Synchronisiersignalen fester Amplitude in der Frequenz modulierten Trägerschwingung
eines Fernsehsenders.
Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem eine gewobbelte und somit in der Frequenz modulierte
Schwingung durch Überwachung eines Extremwertes des durch die Modulierung erzeugten Frequenzbandes
in der Frequenz geregelt wird. Dies Verfahren dient im bekannten Fall zur Frequenzregelung
eines sägezahnförmig gewobbelten Meßsenders für die oszillographische Darstellung des
Durchlaßbereichs von Fernsehzwischenfrequenzverstärkern. Weiterhin ist es bereits vorgeschlagen
worden, einen Empfänger für frequenzmodulierte Schwingungen mit einer automatischen Scharfabstimmung
auszustatten, deren Bezugswert auf die dem Grenzwert einer wiederkehrenden Maximaloder
Minimalamplitude entsprechende Frequenz gelegt ist. Bei der Anwendung dieses vorgeschlagenen
Verfahrens auf Fernsehempfänger soll also die Scharfabstimmung in Abhängigkeit von der den
Spitzen der Synchronisierimpulse entsprechenden Spannung durchgeführt werden.
Dagegen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit Fernsehbildsignalen und Synchronsignalen
fester Amplitude in der Frequenz modu-
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lierte Trägerschwingung zu regeln. Dabei wird ein dem Bekannten entsprechendes Verfahren in der
Weise verwendet, daß als Extremwert die den Synchronsignalen entsprechende Frequenz benutzt
wird. Gemäß der Erfindung leitet man also von der frequenzmodulierten Schwingung eine Regelspannung
ab, deren Größe bestimmt ist durch die Abweichung der der Synchronsignalamplitude entsprechenden
Momentanfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung von einem vorgegebenen Wert,
und verwendet die Regelspannung zur Frequenzregelung der unmodulierten oder frequenzmodulierten
Trägerschwingung in der Weise, daß die der Synchronsignalamplitude entsprechende Momentanfrequenz
der frequenzmodulierten Schwingung konstant bleibt.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. ι bis 3 veranschaulichen die Arbeitsweise einer Anordnung zur Stabilisierung der Frequenz
der unmodulierten Trägerschwingung in einem Fernsehsender mit Frequenzmodulation;
Fig. 4 und 5 zeigen je einen Teil eines während einer Fernsehübertragung auftretenden Fernsehsignals,
und zwar zeigt Fig. 4 den Signalverlauf während der Übertragung einer relativ hellen Szene
und Fig. 5 den Signal verlauf während der Übertragung einer dunklen Szene;
Fig. 6 bis 8 veranschaulichen eine Art der Stabilisierung der dem Schwarzwert des modulierenden
Fernsehsignals entsprechenden Momentanfrequenz der Trägerschwingung, welche von einem Fernsehsignal
frequenzmoduliert wird, das einem Verlust an Niederfrequenz und Gleichstrom unterworfen
ist, bevor die Frequenzmodulation erfolgt;
Fig. 9 zeigt, teilweise in Blockform, das Schaltschema eines Fernsehsenders mit frequenzmodulierter
Trägerwelle mit einer beispielsweisen Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung.
In jeder der Fig. 1 und 2 stellen die Kurven im unteren Teil den Frequenzverlauf einer durch ein
Moduliersignal frequenzmodulierten Trägerschwingung dar, und zwar ist auf der horizontalen Achse
die Frequenz / und auf der vertikalen Achse nach unten die Zeit t aufgetragen. In Fig. 1 ist die Lage
der Frequenz des unmodulierten Trägers, deren Verlauf durch die Linie S-S' dargestellt ist, zur Frequenzkurve
der Regeleinrichtung richtig. In Fig. 2 dagegen ist die Frequenz des unmodulierten Trägers,
deren Verlauf wiederum durch die Linie S-S' dargestellt ist, gegen die Frequenzkurve c so verschoben,
daß die Frequenzverlaufkurvei der Trägerschwingung in Fig. 2 weiter nach rechts fällt als in
Fig. i.
Das modulierende Signal ist ein Fernsehsignal, bei welchem die Bildsignale α einen Amplitudenbereich
aufweisen, welcher oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, der durch die Linie B-B' bezeichnet
ist und dem Schwarzwert des Bildes entspricht; zwischen die Bildsignale sind Synchronisiersignale
eingestreut, welche beim vorliegenden Beispiel den Spannungsnullwert aufweisen, der daher einem
»Schwärzer-als-schwarz-Wert« entspricht. (Der
Träger wird also als so frequenzmoduliert betrachtet, daß die Frequenzänderungen des Trägeroszillators
vom unmodulierten Wert nach unten erfolgen.)
Um die erforderliche korrigierende Wirkung zu erhalten, wird die frequenzmodulierte Trägerschwingung
einem Demodulator zugeführt, welcher eine geneigte Charakteristik aufweist, beispielsweise
wie diejenige in den oberen Teilen der Fig. 1 und 2 bei c. Im vorliegenden Fall ist der Demodulator
in einem Maße vorgespannt, wie dies durch die Linie P-P' veranschaulicht ist, um nur auf
Schwingungen anzusprechen, bei welchen die Frequenz oberhalb derjenigen liegt, welche durch den
Punkt dargestellt ist, in welchem die Linie P-P' die Kurve c schneidet. In diesem Punkte entspricht die
Frequenz derjenigen des unmodulierten Trägers.
Wenn daher der Trägeroszillator richtig eingeregelt ist, so daß der Frequenzverlauf mit dem in
Fig. ι dargestellten übereinstimmt, wird der Demodulator nicht ansprechen, wenn jedoch die Frequenz
des Trägeroszillators sich so ändert, daß der Frequenzverlauf, wie in Fig. 2 dargestellt, sich nach
höheren Frequenzen bewegt, wird der Demodulator durch die Synchronisiersignale b betätigt, so daß in
ihm Impulse r, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, erzeugt werden.
Diese Impulse werden nach Gleichrichtung und Glättung dazu verwendet, um in beliebig geeigneter
Weise die Frequenz des Trägerschwingungsgenerators in dem erforderlichen Sinne zu regeln.
Falls die einem besonderen Spannungswert des modulierenden Signals entsprechende Momentanfrequenz
der Trägerwelle stabilisiert werden soll statt der dem Nullspannungswert entsprechenden
Momentanfrequenz des Trägers, welche er in seinem unmodulierten Zustand aufweist, ist die Anordnung
im allgemeinen der oben beschriebenen ähnlich. So kann die Anordnung beispielsweise dazu verwendet
werden, um Gleichstromkomponenten in Fernsehsysteme wieder einzubringen, wo die Frequenz der
Trägerschwingung, welche stabilisiert werden soll, zeitlich entsprechend der mittleren Spannung des
Signals variiert, mit welchem die Trägerschwingung in der Frequenz moduliert ist. Dies wird im
folgenden an Hand der Fig. 4 bis 8 beschrieben. no
In Fig. 4 und 5 stellen die Abszissen die Zeit t und die Ordinaten Spannungen dar. Jede Figur
zeigt den Spannungsverlauf der Bildsignale und Synchronisiersignale, welche während zwei aufeinanderfolgenden
Zeilenabtastungen erzeugt werden; Bildsignale treten während der Intervalle a-b, c-d
und Zeilensynchronisiersignale zwischen diesen Intervallen auf. An den Enden aufeinanderfolgender
Bildperioden treten auch Bildsynchronisiersignale auf; es ist jedoch nicht erforderlich, Bildsynchronisiersignale
gesondert von Zeilensynchronisiersignalen zu betrachten, da in diesen Figuren zwecks
Vereinfachung der Darstellung keine Bildsynchronisiersignale dargestellt sind.
In jeder Figur stellt die Linie 0-T den Null-Spannungspegel
in dem zu sendenden Fernsehsignal
und die Linie B-B den dem Bild-Schwarzwert entsprechenden Spannungspegel dar.
Im Falle der in Fig. 4 dargestellten hellen Szene können die Bildsignale sehr hohe Spitzenwerte
haben, und der Spannungsmittelwert der Signale während der Intervalle a-b, c-d ist hoch. Im Falle
der in Fig. 5 dargestellten dunklen Szene weist das Bildsignal gewöhnlich keine hohen Spitzen auf, und
der Spannungsmittelwert ist allgemein nur wenig höher als der Schwarzwert.
Wenn die übertragenen Signale in einem Verstärker mit widerstandskapazitiver oder mit induktiver
Kopplung verstärkt werden, lassen die Verstärker nicht alle Frequenzen bis auf Null herab
durch, z. B. kann der Verstärker die Frequenzen unter 10 Hz abschneiden. In diesem Fall gibt der
Verstärker die Signale mit einer aus den in Fig. 4 und 5 dargestellten Lagen verschobenen Spannungskurve wieder, so daß gleiche Flächen zwischen der
Spannungskurve und der Linie O-T oberhalb und unterhalb dieser Linie eingeschlossen sind, so daß
vorher dem Mittelwert entsprechende Spannungswerte in dem verstärkten Signal nun den Spannungsnullwert
darstellen. Wenn so durch den Verstärker Signale, wie sie in Fig. 4 und S dargestellt
sind, verstärkt werden, wird das Signal der Fig. 4 durch ein Signal wiedergegeben, dessen Nullinie
der Mittelwertlinie M-M entspricht, während das Signal der Fig. 5 durch ein Signal wiedergegeben
wird, dessen Nullinie der Schwarzwertlinie B-B entspricht. So variiert in dem den Verstärker passierenden
Signal der der gleichen Bildhelligkeit entsprechende Spannungswert zeitlich mit der mittleren
Bildhelligkeit. Dies wird verständlich aus Fig. 6, welche im folgenden beschrieben wird.
Wenn die durch Verstärkung der Signale nach Fig. 4 und 5 gewonnenen Signale dazu benutzt werden,
eine Trägerschwingung in der Frequenz zu modulieren, variiert die Frequenz der modulierten
Schwingung in der Weise, wie es in Fig. 6 durch Kurven I und II dargestellt ist, die Schwingungsfrequenz/ ist horizontal längs der Linie O-F und
die Zeit t vertikal abwärts längs der Linie O-T aufgetragen.
Die Kurven I und II der Fig. 6 sind die beiden Spannungskurven der Fig. 4 und 5, die infolge
der Wirkung des oben beschriebenen unvollkommenen Frequenzganges des Verstärkers relativ
zueinander so verschoben sind, daß die Linie B-B der Kurve II mit der Linie M-M der Kurve I annähernd
ausgerichtet ist. Die Amplitude der frequenzmodulierten Schwingung variiert im idealen
Falle nicht.
Ideal sollten in Fig. 6 die Linien B-B, welche die dem Schwarzwert in der modulierten Schwingung
entsprechende Momentanfrequenz anzeigen, zusammenfallen. Wenn ein solches Zusammenfallen nicht
erreicht wird, so variiert, wenn die frequenzmodulierte Schwingung demoduliert wird und das demodulierte
Signal den Bildempfänger steuert, der BiIdsignalspannungswert,
welcher dem Schwarzwert oder einem andern besonderen Helligkeitswert entspricht,
zeitlich. Wenn ein Empfänger so betrieben werden soll, daß er eine in der Helligkeit getreue
Wiedergabe des übermittelten Bildes erzeugt, muß die Verzerrung bei den übermittelten Signalen korrigiert
werden.
In diesem Fall kann die gewünschte korrigierende Wirkung dadurch hergestellt werden, daß die frequenzmodulierte
Schwingung einem Demodulator zugeführt wird, welcher eine geneigte Charakteristik
der Art aufweist, wie sie an Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Beispielsweise kann, wie in
Fig. 6 dargestellt, der Demodulator um einen Betrag vorgespannt sein, wie es durch die Linie/3-/3'
dargestellt ist, um erst auf frequenzmodulierte Schwingungen anzusprechen, bei welchen die Momentanfrequenz
oberhalb derjenigen steigt, welche durch die Linie O-T dargestellt ist, derart, daß die
der Spannung Null in den Fig. 4 und 5 entsprechende Momentanfrequenz der frequenzmodulierten
Schwingung über die durch die Linie O-T festgelegte Grenzfrequenz hinaus in einem Maße verschoben
wird, welches proportional mit der Zunahme des Mittelwertes der Fernsehsignalspannung
wächst. Die frequenzmodulierte Schwingung erzeugt daher in dem Demodulator Impulse, welche
in ihrer Dauer den Synchronisierimpulsen entsprechen, jedoch Amplituden besitzen, welche von dem
Spannungsmittelwert des Fernsehsignals abhängen, wie sie durch die Impulse pt, p2 in Fig. 7 und 8 dargestellt
sind, wo die Impulse P1 durch die Schwingung
mit der Frequenzkurve I der Fig. 6 und die Impulse p 2 durch die Schwingung mit der Frequenzkurve
II der Fig. 6 erzeugt sind. Diese Impulse werden gleichgerichtet und geglättet und dazu verwendet,
die Frequenz des Trägerwellengenerators zu ändern, um die gewünschte Stabilisierung der dem
Schwarzwert entsprechenden Momentanfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung zu bewirken.
Auf diese Weise werden die Gleichstrom- und Niederfrequenzkomponenten wiederhergestellt, welche
während der Übertragung verlorengingen.
Anstatt daß die erzeugte Regelwirkung, wie beschrieben, die Frequenz nur in einer Richtung ändern
läßt, kann die Anordnung auch derart sein, daß die Regelwirkung die Kompensation von Frequenzabweichungen
herbeiführt, die sowohl durch Überschreiten als auch durch Unterschreiten des gewünschten
Frequenzwertes verursacht sind. In diesem Falle ist es nur notwendig, die Charakteristik c
und die Vorspannung des Demodulators so zu wählen, daß die gewünschte Frequenz an einem solchen
Punkt des geneigten Teils der Charakteristik auftritt, daß die erwartete maximale Frequenzabweichung
von dem gewünschten Wert auf beiden Seiten des letzteren in den Bereich des geneigten Teils
der Charakteristik fällt. Wenn so die Anordnung richtig arbeitet, wird der Demodulator eine Regelspannung
abgeben, welche entsprechend der Zunahme oder Abnahme der Frequenz zunimmt oder abnimmt, so daß die Frequenz des Oszillators, wie
erforderlich, herabgesetzt oder erhöht wird.
Eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist in Fig. 9 dargestellt.
Der hier dargestellte Sender weist einen Oszillator 1 auf, dessen Frequenz durch einen Mo-
dulator2 moduliert wird. Die frequenzmodulierte
Schwingung des Oszillators wird über einen Amplitudenbegrenzer 3 einer Leitung 4 zugeführt, welche
zwecks Aussendung der Signale mit einer Antenne 5 oder einer Übertragungsleitung verbunden sein
kann.
Ein Teil der Leitung des Verstärkerbegrenzers 3 wird dem allgemein mit S bezeichneten Demodulator
zugeführt, dessen Ausgang über die Leitung 6 mit dem Eingang des Oszillators 1 verbunden ist,
um die gewünschte Einregelung der Frequenz desselben zu bewirken. Der Demodulator 5 weist ein
als Bandpaßfilter wirkendes Resonanzglied 7 mit Kapazität und Induktanz in Parallelschaltung auf,
welches so abgestimmt ist, daß eine Charakteristik wie die mit c in Fig. 6 bezeichnete vorhanden ist.
Die an dem Resonanzglied 7 erzeugte Signalspannung wird dem Diodengleichrichter 8 zugeführt,
der mit einer Vorspannungsbatterie 9 und Belastungswiderstand 10 versehen ist. Parallel zur
Batterie 9 und dem Belastungswiderstand ist ein Kondensator 11 geschaltet, welcher die gleichgerichtete
Spannung teilweise glättet, bevor sie der Leitung 6 zugeführt wird, und eine weitere Glättung
erfolgt durch den Nebenschlußkondensator 12 und den Widerstand 13 derart, daß der Kondensator 12
den Gleichstrom nicht durchläßt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 9 dargestellten Anordnung ist aus der obigen Beschreibung verständlich.
So wird die Frequenzmodulation des Oszillators ι durch Signale bewirkt, welche dem Modulator
aufgedrückt werden. Diese Signale modulieren die Frequenz des Oszillators 1 entsprechend
ihrem Spannungsverlauf, wie dies an Hand der Fig. i, 2 und 6 beschrieben wurde. Die vom Oszillator
ι ausgehende frequenzmodulierte Trägerschwingung wird dem Begrenzer 3 zugeführt, welcher
sicherstellt, daß die Trägeramplitude angenähert konstant bleibt. Die Ausgangsspannung des
Begrenzers 3 wird der Leitung4 und über das Sieb 7 dem Gleichrichters zugeführt. Die so erhaltenen
korrigierenden Impulse werden im Gleichrichter 8 gleichgerichtet, geglättet und dem Oszillator 1 zugeführt,
um die an dessen Ausgang auftretende Frequenz in der gewünschten Weise zu regeln. Die Ausführung
dieser Regelung bereitet keine Schwierigkeiten.
Es ist leicht ersichtlich, daß, falls es erwünscht ist, zu irgendeiner Zeit zum Zwecke der genauen
Einstellung die Arbeitsbedingungen zu ändern, dies in einfacher Weise durch Änderung des Wertes der
von der Quelle 9 abgeleiteten Vorspannung für den Gleichrichter 8 möglich ist. Der Demodulator kann
so bequem eingestellt werden, um an dem steilsten Teil seiner Wirkungscharakteristik zu arbeiten, so
daß die Anordnung mit hoher Empfindlichkeit arbeitet und scharf ausschaltet, wenn der Oszillator
richtig funktioniert.
Die Erfindung ist nicht auf die im vorstehenden speziell beschriebene Anordnung beschränkt. Dem
in der Zeichnung dargestellten Beispiel entsprechen die niedrigen Momentanfrequenzen des Trägers höheren
Modulationsamplituden der Fernsehsignale, so daß helle Teile des Bildes durch die niedrigen
Momentanfrequenzen des modulierten Trägers dargestellt werden. Der Träger könnte aber in solcher
Weise moduliert werden, daß seine höheren Momentanfrequenzen höheren Modulationsamplituden
entsprechen. In diesem Falle wäre die Neigung der Charakteristik des Demodulators umzukehren. So
könnte für die Demodulation die Neigung auf der rechten Seite der Charakteristik c des Demodulators
s anstatt der Neigung auf der linken Seite verwendet werden.
Ferner ist es nicht erforderlich, die Oszillatorfrequenz in bezug auf den Nullpegel des Moduliersignals
einzustellen. Zweckmäßig entspricht, wie in dem beschriebenen Fall, der Bezugspegel, in bezug
auf welchen die Korrektursignale abgeleitet werden, einer maximalen oder minimalen Amplitude
des Moduliersignals. Anstatt dessen können die Korrektursignale von Bezugssignalen abgeleitet
werden, deren Amplitudenpegel von einem maximalen oder minimalen Pegel abweichen, d. h. die
Bezugssignale, von welchen Korrektursignale erhalten werden, können Schwarzpegelsignale sein,
welche unmittelbar vor oder unmittelbar nach einem Synchronisierimpulse auftreten.
Ferner könnte, falls gewünscht, die schräge Charakteristik des Demodulators je nach dem Fall durch
ein Hoch- oder Tiefpaßfilter erzeugt werden, anstatt durch ein Bandpaßfilter, welches eine Charakteristik
wie die in Fig. 2 mit c bezeichnete ergibt. Beispielsweise kann in dem speziell beschriebenen
Fall ein Hochpaßfilter verwendet werden, welches die in Fig. 1 und 2 mit c' bezeichnete Charakteristik
ergibt.
Es ist verständlich, daß, wenn in dem Moduliersignal Steuersignale nicht schon vorhanden sind, sie
eingefügt werden können. Beispielsweise kann in einem Fernsehsender das Bild durch ein Gitter zerhackt
werden, um geeignete Steuersignale zu ergeben, welche eine dem Schwarzwert entsprechende
Amplitude aufweisen.
Claims (2)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Schaltungsanordnung zur Regelung der Frequenz der mit Fernsehbildsignalen und Synchronsignalen fester Amplitude in der Frequenz modulierten Trägerschwingung eines Fernsehsenders, dadurch gekennzeichnet, daß von der frequenzmodulierten Schwingung eine Regelspannung abgeleitet wird, deren Größe bestimmt ist durch die Abweichung der der Synchronsignalamplitude entsprechenden Momentanfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung von einem vorgegebenen Wert und daß die Regelspannung zur Frequenzregelung der unmodulierten oder frequenzmodulierten Trägerschwingung in der Weise verwendet wird, daß die der Synchronsignalamplitude entsprechende Momentanfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung konstant bleibt.
- 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Demodulator für die der Schwingung aufmodulierten Synchronsignale eine Regelspannung von einer durch die Differenz zwischen der der Signalamplitude entsprechenden Momentanfrequenz der frequenzmodulierten Schwingung und einer vorgegebenen Frequenz bestimmter Größe erzeugt wird und daß diese Regelspannung den Mitteln zum Erzeugen der Trägerschwingung aufgedrückt io wird, um die Frequenz derselben zu regeln.In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift TFT, Bd. 28, H. 7, 1939, S. 269.Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 753 551.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 809 505/56 4.58
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB256728X | 1940-02-29 | ||
GB50241X | 1941-02-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE969144C true DE969144C (de) | 1958-05-08 |
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ID=26239539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE753551C (de) * | 1939-04-15 | 1953-03-09 | Fernseh Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Empfang einer mittels frequenzmodulierter Wellen uebertragenen Signalfolge |
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- NL NL83193D patent/NL83193C/xx active
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1940
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1946
- 1946-08-12 CH CH256728D patent/CH256728A/de unknown
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-
1950
- 1950-08-26 DE DEE2003A patent/DE969144C/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE753551C (de) * | 1939-04-15 | 1953-03-09 | Fernseh Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Empfang einer mittels frequenzmodulierter Wellen uebertragenen Signalfolge |
Also Published As
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NL137365B (de) | |
CH256728A (de) | 1948-08-31 |
NL83193C (de) | |
FR932217A (fr) | 1948-03-16 |
GB539198A (en) | 1941-09-01 |
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