DE974332C - Schaltungsanordnung zur Selektivrufsignalgabe - Google Patents

Description

Bei Anordnungen zur elektrischen Nachrichtenübermittlung besteht oft die Notwendigkeit, Verbindungen zwischen Anlagenteilen mit voneinander abweichenden Übertragungseigenschaften herzustellen. Große Verschiedenheiten bestehen vielfach hinsichtlich der unteren Grenzfrequenz des durchgelassenen Nachrichtenbandes. Bei der Übertragung von Sprachschwingungen kann man bekanntlich auf die Wiedergabe von Frequenzen unter 300 Hz verzichten, ohne eine Einbuße hinsichtlich der Verständlichkeit und der Erkennbarkeit des persönlichen Stimmklanges zu erleiden. Es hat sich daher für Fernleitungen mit Zwischenverstärkern eine untere Grenzfrequenz von 300 Hz als praktisch befriedigend ergeben, so daß die meisten Netze mit direkter tonfrequenter Nachrichtenübertragung für diese Grenzfrequenz bemessen sind.

Es gibt aber auch viele andere Arten von Nachrichtenverbindungen, deren untere Grenzfrequenz ihrer Natur nach ohne besonderen Aufwand wesentlich tiefer gelegt werden kann. Dies gilt beispielsweise für Anordnungen, bei denen die tonfrequenten Signalschwingungen als Modulation eines hochfrequenten Trägers übertragen werden.

Wenn man nun einen Anlagenteil der erstgenannten Art mit einem solchen der zweitgenannten Art für eine durchgehende Verbindung zusammenschaltet, so empfindet man bei der Übertragung von Sprachschwingungen keinen besonderen weitgehenden Mangel als den, welchen die Anlage mit der

höheren unteren Grenzfrequenz von vornherein aufwies und der für den normalen Bedarf hingenommen werden kann.

Auf Grund der besonderen Möglichkeiten, über Hochfrequenzträgerverbindungen auch sehr tiefe Frequenzen gut zu übertragen, hat man Einrichtungen entwickelt, in denen dieser Frequenzbereich unter 300 Hz für die Übertragung von Ruf- und Steuerzeichen (Signalgabe) ausgenutzt wird. Außer der Verwendung eines sonst nichtausgenützten Bereiches des durchgelassenen Frequenzbandes hat dies besonders den Vorteil, daß man durch Verwendung so tiefer Signalfrequenzen zu besonders einfachen und hochempfindlichen Empfangsorganen für diese Frequenzen gelangt, welche als elektrisch angeregte mechanische Schwinger in Gestalt federnder Zungen ausgebildet sein können. Bei diesen tiefen Frequenzen haben solche Resonatoren eine derartig geringe Dämpfung, wie sie mit elektrischen Schwingungskreisen unter erträglichem Aufwand nicht erzielbar ist. Die Selektionsfähigkeit ist entsprechend hoch, so daß man die auswählenden Frequenzen in dem Bereich von ungefähr 100 bis 250 Hz verhältnismäßig dicht aneinanderlegen kann und eine hohe Zahl von Kombinationsmöglichkeiten gegeben ist. Die Vorzüge der Verwendung tiefer Ruf- und Steuerfrequenzen sind daher in Anlagenteilen, deren untere Grenzfrequenz genügend tief liegt, so bedeutend, daß man von ihrer Anwendung auch angesichts des Problems, solche Anlagenteile mit anderen von höherer unterer Grenzfrequenz in Verbindung zu bringen, nicht abgehen möchte. Während für die Erzielung einer durchgehenden Sprachverständigung dabei keine besonderen Maßnahmen erforderlich sind, muß man für die Übertragung der Ruf- und Steuerfrequenzen auf die Tatsache Rücksicht nehmen, daß diese von dem Anlagenteil mit der höher liegenden unteren Grenzfrequenz nicht ohne weiteres durchgelassen werden. Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen die dadurch gegebenen Schwierigkeiten durch Umsetzen der unter die untere Grenzfrequenz des einen Anlagenteiles fallenden und deswegen in diesem unmittelbar nicht übertragbaren Signalschwingungen in eine höhere Frequenzlage umgangen werden, indem eine Hilfsschwingung, deren Frequenz oberhalb der genannten unteren Grenzfrequenz liegt, mit den Signalschwingungen moduliert wird. Bei diesen Anordnungen sind daher am Eingang des betrachteten Teilstückes ein Generator für die Hilfsschwingung und eine Einrichtung zur Modulation der Hilfsschwingung mit den Signalschwingungen und außerdem am Ende des Teilstückes ein Demodulator zur Wiedergewinnung der Signalschwingungen vorgesehen.

Wenn damit auch die Aufgabe der Übertragung der tiefen Signalfrequenzen über das Teilstück mit eingeengter Bandbreite zunächst prinzipiell gelöst ist, so werden dabei doch neue Schwierigkeiten aufgeworfen. Bekanntlich muß zur Vermeidung übermäßiger Verzerrungen bei der Wiedergewinnung einer Signalschwingung durch Demodulation die Bedingung eingehalten werden, daß die Trägerfrequenz wenigstens etwa eine dekadische Größenordnung höher ist als die höchste Modulationsfrequenz. Da für die Übertragung aller in Betracht zu ziehenden Signalfrequenzen, also auch derjenigen, die oberhalb der unteren Grenzfrequenz liegen, zur Vermeidung weiterer Verwicklungen nur ein und dasselbe Verfahren benutzt werden kann, ergibt diese Bedingung eine Herabsetzung der oberen Frequenzgrenze des Bereiches übertragbarer Signalfrequenzen, weil ja die Hilfsfrequenz noch in dem Bereich günstiger Übertragungsverhältnisse des betrachteten Teilstückes der Anlage liegen muß, also nicht beliebig hoch gewählt werden kann. Wird die erwähnte Bedingung über das Verhältnis zwischen Trägerfrequenz und Modulationsfrequenz für die höheren Signalfrequenzen nicht eingehalten, so gefährden die infolge Demodulationsverzerrungen auftretenden Kombinationsschwingungen die gute Wirkung der Anlage durch Fehlansprechen von Resonanzmitteln der Empfangsstationen.

Außer diesen durch Einhaltung der erwähnten, den für die Signalschwingungen ausnutzbaren Frequenzbereich einengenden Bedingung vermeidbaren Verzerrungen treten aber in dem Modulatorteil am Eingang des betrachteten Teilstückes stets die mit der Wirkung dieser Einrichtung wesenhaft verknüpften Modulationsverzerrungen auf. Sie sind die Ursache für die Entstehung höherer Harmonischer der Signalfrequenzen, welche zum Fehlaussprechen von Resonanzmitteln der Empfangsstationen führen.

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung der bekannten Art zur Selektivrufsignalgabe über einen Übertragungskanal, der zwei an einer für alle Übertragungskanäle zentralen Stelle in Reihe geschaltete Teilstücke mit voneinander verschiedenen unteren Grenzfrequenzen enthält, mit wenigstens einer auf der Seite des Teilstückes mit der höheren unteren Grenzfrequenz angeschlossenen Sendestation, von der die Signalgabe ausgeht, und wenigstens einer auf der Seite des Teilstückes mit der niedrigeren unteren Grenzfrequenz angeschlossenen Empfangsstation, zu der je eine Signalschwingung zu übermitteln ist, deren Frequenz zwischen den beiden genannten unteren Grenzfrequenzen liegt und auf die ein Organ einer von mehreren Empfangsstationen selektiv anspricht. Zur Überwindung der erwähnten Schwierigkeiten sollen erfindungsgemäß von einer Sendestation an Stelle jeder einer Empfangsstation zuzuführenden Signalschwingung bestimmter Frequenz je zwei nichtkohärente, voneinander unabhängige Hilfsschwingungen solcher oberhalb der höheren unteren Grenzfrequenz liegender und derartig gewählter Frequenzen unmittelbar als solche erzeugt und linear überlagert ausgesandt werden, daß ihre Differenzfrequenz gleich der Frequenz der genannten Signalschwingung ist, während am zentral gelegenen Übergang von dem Teilstück mit der höheren unteren Grenzfrequenz zu dem Teilstück mit der niedrigeren unteren Grenzfrequenz lediglich ine einzige Modulationseinrichtung vorgesehen ist, i»5 welche die genannte Signalschwingung in bekann-

ter Weise als Differenzfrequenz der beiden empfangenen Hilfsschwingungen bildet.

Durch die Anwendung der Erfindung wird es ermöglicht, den Empfangsstationen über den das Teilstück eingeengter Bandbreite enthaltenden Ubertragungskanal sämtliche Signalschwingungen ohne Beschränkung auf ein bestimmtes Verhältnis ihrer Frequenz zu einer im Kanal liegenden, als Trägerschwingung in Betracht kommenden Frequenz und alle nach derselben Methode zuzuführen. Die bei der bekannten Frequenzumsetzung durch Modulation im Falle der Verwendung einer im Verhältnis zu den zu übertragenden Signalfrequenzen nicht genügend hohen Trägerfrequenz auftretenden Demodulationsverzerrungen werden dabei ebenso vermieden, wie die dabei stets vorhandenen Modulationsverzerrungen. Theoretisch zu berücksichtigen bleiben lediglich die in der einzigen Modulationseinrichtung am Übergang von dem Teilstück mit der höheren unteren Grenzfrequenz zu dem Teilstück mit der niedrigeren unteren Grenzfrequenz aus den beiden an Stelle je einer Signalschwingung übertragenen Hilfsschwingungen entstehenden Schwingungen der Summenfrequenz und höherer harmonischer Frequenzen. Diese fallen aber wegen der relativen Höhe aller für die Übertragung eingesetzter Hilfsfrequenzen gegenüber den unterhalb der kritischen Frequenzgrenze liegenden Signalfrequenzen weit außerhalb des Bereiches der Signalfrequenzen und können daher kein Fehlansprechen von Resonanzmitteln in den Empfangsstationen hervorrufen.

Die Erfindung ergibt durch Wegfall der Beschränkung auf einen Mindestverhältniswert der in bekannten Anordnungen verwendeten Hilfsträgerfrequenz zu höchsten zulässigen Signalfrequenz eine Erhöhung der möglichen Zahl der zu den Empfangsstationen zu übermittelnden verschiedenen Signalschwingungen und die volle Ausnutzbarkeit des möglichen Arbeitsbereiches der Resonanzmittel der Empfangsstationen bis zur oberen Frequenzgrenze, besonders auch dann, wenn als Resonanzmittel elektromechanische Resonanzrelais verwendet werden. Dabei werden die möglichen Verzerrungen der zu den Resonanzmitteln gelangenden .Signalschwingungen weitgehend vermieden.

Unter Anwendung des Erfindungsgedankens ist die Zusammenschaltung von Anlagenteilen mit voraussetzungsgemäß verschiedenen unteren Grenzfrequenzen bei Aufrechterhaltung des durchgehenden Rufes mit unterhalb der einen der beiden Grenzfrequenzen liegenden Signalfrequenzen und der dadurch gegebenen Vorteile ermöglicht. Dabei kann das Teilstück des Übertragungskanals mit der höheren unteren Grenzfrequenz eine Draht- oder Kabelleitung, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Zwischenverstärkern sein, während das Teilstück mit der tieferen unteren Grenzfrequenz durch eine Hochfrequenzträgerverbindung, vorzugsweise eine Funkverbindung, gebildet werden kann. Eine Nachrichtenverbindung über derartig voneinander verschiedene Teile kommt besonders zwischen ortsfesten und ortsbeweglichen Stationen in Anwendung, wobei die Verbindung zu der ortsbeweglichen Station nur durch Funk möglich ist und der Übergang auf ein vorhandenes Drahtnachrichtennetz gewünscht wird. Für den Anruf der ortsbeweglichen Stationen wird dabei vorteilhafterweise von tiefen Signalfrequenzen im Zusammenwirken mit darauf ansprechenden Resonanzmitteln in den Empfängern, beispielsweise elektromechanischen Resonanzrelais, Gebrauch gemacht.

Durch Anwendung der Erfindung gelangt man unter Ausnutzung der Möglichkeit, Hilfsfrequenzen einer entsprechend höheren Frequenzlage unabhängig voneinander zu erzeugen, deren Differenzfrequenzen den tiefen Signal- bzw. S teuer frequenzen entsprechen, zu einer überaus einfachen Lösung. Der Hilfsfrequenzgeber enthält zweckmäßigerweise einzelne, unabhängig voneinander schwingende Oszillatoren, welche mit je einem elektrischmechanischen Schwinger, z. B. einer in an sich bekannter Weise als Stabilisierungsmittel wirkenden Stimmgabel, versehen sind. Die auf diese Weise vom Geber der anrufenden Station ausgesandten. Hilfsfrequenzen des höheren Bereiches sind zweckmäßigerweise Tonfrequenzen, welche innerhalb eines gut übertragbaren Bereiches, beispielsweise in der Umgebung von 2000 Hz, liegen. .

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung ergibt sich, wenn für eine Anzahl η der den Empfangsstationen zuzuleitenden Signalschwingungen verschiedener Frequenz dem Signalzeichengeber einer Sendestation eine Anzahl η + ι Hilfsschwingungen verschi edener Frequenz zugeordnet sind, von denen eine bestimmte Frequenz, welche Ergänzungsfrequenz genannt sei, vorzugsweise eine der niedrigeren Hilfsfrequenzen, in jedem vom Geber ausgesandten Paar von Ruf- bzw. Steuerfrequenzen enthalten ist und als solche zur Empfangsstation übertragen wird, wo sie zur Auslösung eines Steuervorganges, beispielsweise zur Rufvorbereitung, dient. Vorteilhafterweise wird dazu die Ergänzungsfrequenz bereits zeitlich vor der Aussendung einer mit ihr zusammenwirkenden Hilfsfrequenz ausgesandt. Die Ergänzungsfrequenz kann dann auch zur Ein- und Ausschaltung der Modulationseinrichtung beim Beginn und Ende der Signalgabe dienen.

Unter den vom Hilfsfrequenzgeber ausgesandten Frequenzen ist die Ergänzungsfrequenz, wenn von ihr besondere Steuerfunktionen abgeleitet werden sollen, zweckmäßigerweise die tiefste. Es können dann für sie noch elektrischmechanische Resonatoren als Empfangsorgane verwendet werden. Es ist auch möglich, mehrere verschiedene Ergänzungsfrequenzen vorzusehen, welche dann zur Vorwahl iner bestimmten Gruppe von Empfangsstationen dienen können.

In der Zeichnung ist das Schema einer entsprechend dem Erfindungsgedanken aufgebauten Anordnung dargestellt. Die Gegensprechstation 1 ist über die Teilnehmerleitung 3 an die Vermittlungsstelle 4 des Drahtnachrichtennetzes angeschlossen, von welcher die gegebenenfalls mit Zwischenverstärkern versehene Fernleitung 5 zur Funksende-

stelle 9 geht. Mit der Vermittlungsstelle 4 ist der Ruf- bzw. Steuerzeichengeber 2 verbunden, der die Schwingungen der Hilfsfrequenzen liefert. Über die Funksendestelle 9 erfolgt die Weiterleitung der Nachricht drahtlos zu der ortsbeweglichen Empfangsstation mit dem Empfänger 10 und dem daran angeschlossenen Gegensprechgerät 11, das grundsätzlich in seinem Aufbau dem entsprechenden Gerät ι ähnlich sein kann. Das Gerät 11 ist mit einem Ruf zeichengeber ausgerüstet, der mit 12 bezeichnet ist. Die für die Übermittlung der Nachricht in der Gegenrichtung, also von der Station 11 zur Station i, erforderlichen Teile der Funkverbindungsstrecke, nämlich ein Sender bei 10 und ein Empfänger bei 9, sind in der Darstellung weggelassen, da an Hand des Beispiels lediglich die Übertragung des Rufes, und zwar in Richtung von der ortsfesten Station 1 zur ortsbeweglichen Station 11, besprochen werden soll.

Der Rufzeichengeber 2 erzeugt die zum Anruf der Station 11 erforderlichen Zeichen in Form von paarweise zusammengehörenden Hilfsfrequenzen ungefähr von 2000 Hz, deren Differenz jeweils einer tiefen Signalfrequenz für die Station 11 entspricht. Diese Paare von Hilfsfrequenzen können über die Leitung 5 ohne Schwierigkeiten übertragen werden. Zur Betätigung der in der Station 11 als empfindliche Organe vorhandenen Resonanzrelais muß nun an irgendeiner Stelle vor dem Empfänger 10 von dem Hilfsfrequenzpaar die der eigentlichen Signalfrequenz entsprechende Difrerenzfrequenz abgeleitet werden. Dies geschieht in der dargestellten Anordnung durch die Modulationseinrichtung 6, welche vor dem Funksender 9 eingeschaltet ist.

Durch die Schalter 7 und 8 können die Abzweigungen zum Eingang der Einrichtung 6 nach der Durchgabe des Rufes überbrückt werden. Die Schalter können selbsttätig in Abhängigkeit von der Ergänzungsfrequenz gesteuert werden.

Auch in dem Rufzeichengeber 12 können für den Ruf in der umgekehrten Richtung grundsätzlich gleiche Paare von Hilfsfrequenzen erzeugt werden, die sowohl über den durch Funk überbrückten Teil als auch über die Leitungen 3 und 5 übertragen werden können. Die Umsetzung in die tiefe, zur Erregung der Resonanzrelais geeignete Frequenzlage erfolgt dann sinngemäß an einer Stelle, welche mit der angerufenen Station über ein auch für die tiefen Signalfrequenzen unbeschränkt durchlässiges Übertragungsmittel verbunden ist, also hinter der langen Fernleitung 5.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung zur Selektivrufsignalgabe über einen Übertragungskanal, der zwei an einer für alle Übertragungskanäle zentralen Stelle in Reihe geschaltete Teilstücke mit voneinander verschiedenen unteren Grenzfrequenzen enthält, mit wenigstens einer auf der Seite des Teilstückes mit der höheren unteren Grenzfrequenz angeschlossenen Sendestation, von der die Signalgabe ausgeht, und wenigstens einer auf der Seite des Teilstückes mit der niedrigeren unteren Grenzfrequenz angeschlossenen Empfangsstation, zu der je eine Signalschwingung zu übermitteln ist, deren Frequenz zwischen den beiden genannten unteren Grenzfrequenzen liegt und auf die ein Organ einer von mehreren Empfangsstationen selektiv anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Sendestation (1) an Stelle jeder einer Empfangsstation (11) zuzuführenden Signalschwingung bestimmter Frequenz je zwei nichtkohärente, voneinander unabhängige Hilfsschwingungen solcher oberhalb der höheren unteren Grenzfrequenz liegender und derartig gewählter Frequenzen unmittelbar als solche erzeugt und linear überlagert ausgesandt werden, daß ihre Differenzfrequenz gleich der Frequenz der genannten Signalschwingung ist und daß am zentral gelegenen Übergang von dem Teilstück (5) mit der höheren unteren Grenzfrequenz zu dem Teilstück mit der niedrigeren unteren Grenzfrequenz lediglich eine einzige Modulationseinrichtung (6) vorgesehen ist, welche die genannte Signalschwingung in bekannter Weise als Differenzfrequenz der beiden empfangenen Hilfsschwingungen bildet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anzahl η der den Empfangsstationen (11) zuzuleitenden Signalschwingungen verschiedener Frequenz dem Signalzeichengeber (2) einer Sendestation (1) eine Anzahl ra+i Hilfsschwingungen verschiedener Frequenz zugeordnet sind, von denen eine bestimmte Frequenz (Ergänzungsfrequenz), vorzugsweise eine der niedrigeren Hilfsfrequenzen, in jedem vom Geber (2) ausgesandten Paar von Ruf- bzw. Steuerfrequenzen enthalten ist und als solche zur Empfangsstation (11) übertragen wird, wo sie zur Auslösung eines Steuervorganges, beispielsweise zur Rufvorbereitung dient.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergänzungsfrequenz bereits zeitlich vor der Aussendung einer mit ihr zusammenwirkenden Hilfsfrequenz ausgesandt wird.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergänzungsfrequenz zur Ein- und Ausschaltung der Modulationseinrichtung (6) beim Beginn und Ende der Signalgabe dient.
5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilstück des Übertragungskanals mit der höheren unteren Grenzfrequenz eine Draht- oder Kabelleitung (5) ist, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Zwischenverstärkern, während das Teilstück mit der tieferen unteren Grenzfrequenz durch eine Hochfrequenzträgerverbindung (9, 10), vorzugsweise eine Funkverbindung, gebildet wird.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche ι bis 6, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Selektivrufsystem mit tiefen Ruffrequenzen und darauf ansprechenden Resonanzrelais in den Empfangsstationen, vorzugsweise zur Herstellung von Nachrichtenverbindungen zwischen ortsfesten und ortsbeweglichen Stationen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 590737; USA.-Patentschriften Nr. 1 617 414, 2 155 176.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 009 645/13 11.60