DEP0009360MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 12. März 1953 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Signalzeichen (z. B. Wahl- und Rufzeichen) bei Verbindungen, die mit Impulsmodulation arbeiten. Es sind Verfahren zur Übertragung von Signalzeichen, bekannt, die auf die Multiplexübertragung mit dauermodulierten oder lagemodulierten Impulsen anwendbar sind. Hierbei . wird für die Übertragung dieser Signalzeichen den Impulsen eine maximale Dauer oder eine maximale ίο Zeitverschiebung der Impulse erteilt. Bei diesen Verfahren empfängt man die Signalzeichen ge-, wohnlich dadurch, daß man aus der Modulation \ eine Gleichspannung ableitet, die einen Maximalwert annimmt, wenn die Signalzeichen übertragen werden. Diese Gleichspannung wird zur Steuerung eines Relais oder eines anderen Gerätes, das die Signaleinrichtung in Tätigkeit setzt, verwendet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Empfang von Signalzeichen, die nach einem der obenerwähnten Verfahren übertragen werden. Die erfindüngsgemäße Anordnung verwendet ein Verfahren der Gegeneinanderschaltung zweier Gleichspannungen, deren eine normalerweise im Empfänger vorhanden ist, während die andere nur auftritt, wenn keine Signalzeichen übertragen werden. Ein Ziel der erfindungsgemäßen Schaltung ist es, eine Anordnung zu erhalten, die eine große Stabilität gegenüber Amplitudenschwankungen der

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empfangenen Impulse aufweist. Diese Eigenschaft wird dadurch erzielt, daß während des Empfanges der Signalzeichen diejenige Gleichspannung, welche von der Amplitude der übertragenen Impulse abhängt, verschwindet.

Zu diesem Zweck ist eine Schaltung zum Empfang von Signalzeichen zur Anwendung bei einer Multiplexübertragung mit dauermodulierten, lagemodulierten oder amplitüdenmodulierten Impulsen vorgesehen, bei der zur Aussendung der Signalzeichen den Impulsen eine maximale Modulation aufgedrückt bzw. eine maximale Dauer oder eine maximale Zeitverschiebung erteilt wird, und beim Empfang einer Steuergleichspannung durch Gleichrichtung einer Komponente der empfangenen Zeichen, deren Frequenz der mittleren Wiederkehrfrequenz der Impulse entspricht, erzeugt und einer Signalempfangseinrichtung zur Betätigung eines Relais zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird dabei eine im Kathodenkreis einer Röhre mit zwei Steuergittern, deren einem die empfangenen Nachrichtenimpulse und deren anderem örtlich erzeugte Kanalwählimpulse von entgegengesetzter Polarität zugeführt werden, erzeugte Gleichspannung der Steuergleichspannung in der Weise gegengeschaltet, daß der Anodenstrom einer zweiten Röhre normalerweise herabgesetzt ist, jedoch während der Übertragung der Signalzeichen infolge der Verringerung oder des Verschwindens der Steuerspannung steigt und das Relais zum Ansprechen bringt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

. ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt

Fig. ι das Grundschema für die erfindungsgemäße Übertragung von Signalzeichen,

Fig. 2 ein ausführlicheres Schaltbild der Anordnung nach Fig. 1 für den Sonderfall von dauermodulierten Impulsen,

Fig. 3 die Wellenform* der Zeichen in verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 2, ebenso wie die Wellenform, welche die Zeichen bei amplitudenmodulierten Impulsen haben müßten, Fig. 4 eine Abwandlung des Sendeteiles der Anordnung nach Fig. 2.

- Nach Fig. 1, welche sich auf einen einzigen Übertragungskanal einer Multiplexverbindung bezieht, bezeichnet 1 einen Kanalmodulator mit drei Eingangsklemmen 2, 3 und 4. An der Klemme 2 wird das Modulationszeichen, an der Klemme 3 das Signälzeichen zugeführt, während an der Klemme 4 Impulse zugeführt werden, die im folgenden als Stichprobenimpulse bezeichnet werden.

Die Ausgangsklemme 5, mit welcher die (nicht dargestellten) Modulatoren der anderen Kanäle verbunden sind, ist das eine Ende der Übertragungsleitung 6 angeschlossen.

Das andere Ende 7 dieser Leitung ist mit dem Gleichlaufimpulswähler 8 und mit einem Kanalwähler 9 sowie mit den (nicht dargestellten) Wählern der anderen Kanäle verbunden. Der Gleichlaufimpulswähler liefert Impulse für die Kanalentriegelung, von welchen einer an den Kanalwähler 9 geht. '

Der Ausgang des Kanalwählers 9 führt einerseits zu einem Tiefpaßfilter 11 für die Demodulation der Impulse und andererseits zu einer Stufe 14, welche ein auf die Wiederholungsfrequenz der Impulse abgestimmtes Bandfilter und einen Detektor enthält. Das aus dem Filter 11 austretende Modulationszeichen wird an dem Eingang eines Verstärkers 15 zugeführt, welcher außerdem einen zweiten Eingang für die Verstärkungsregelung besitzt, an welchem das durch die Stufe 14 gleichgerichtete Zeichen zugeführt wird. Der Verstärker 15 besitzt zwei Ausgänge 12 und 13. An dem Ausgang 12 wird das Modulationszeichen und an dem Ausgang 13 die Gleichstromkomponente des Ausgangsstromes des Verstärkers abgenommen. Diese Komponente kann zwei verschiedene Werte annehmen, je nachdem ein Signalzeichen übertragen wird oder nicht und demgemäß eine gleichgerichtete Spannung an der zur Verstärkungsregelung dienenden Klemme des Verstärkers 15 zugeführt wird oder nicht. Eine Empfangseinrichtung für die Signalzeichen, wie z. B. ein Relais, geht bei einem dieser Werte des Anodenstromes des Verstärkers 15 in die Arbeitsstellung, während es bei. dem anderen Wert in der Ruhestellung verharrt.

Nach Fig. 2 ist der Kanalmodulator 1 zur Dauermodulation der Impulse vorgesehen; er enthält eine Triode 16, welche an ihrer Kathode 17 das an den Klemmen 4 zugeführte Stichprobensignal und an ihrem Gitter 18 über den Transformator 24 das an den Klemmen 2 zugeführte Modulationszeichen erhält. Das Stichprobensignal besteht aus einer Folge von negativen wiederkehrenden Impulsen mit einer Wellenform, die sich durch Überlagerung eines Rechtecks und eines Sägezahns ergibt; diese Impulse sind in dem Diagramm a der Fig. 3 bei 101 dargestellt.Die Anode 19 der Röhre 16 ist mit dem Ende 5 der Leitung 6 verbunden, an welchem die Mischung der verschiedenen Kanalimpulse stattfindet. ..

Das Gitter 18 erhält seine Vorspannung durch einen Spannungsteiler, welcher aus den Widerständen 21, 22, 23 besteht. Die Werte dieser Widerstände und des Widerstandes 20 des Kathodenkreises sind unter Berücksichtigung der Amplitudencharakteristik des Impulses 101 so gewählt, daß bei Abwesenheit eines Modulationszeichens an den Klemmen 2 das Gitter 18 weit genug vorgespannt ist, damit der Anodenstrom der Röhre während der Hälifte der Dauer τ des Impulses ιοί Null bleibt. Unter diesen Voraussetzungen werden in dem Stromkreis der Anode 19 Impulse 108 mit negativer Polarität von der Dauer τ/2 entnommen. ■

Die bei 3 zugeführten Signalströme erregen das Relais 25, welches durch seinen Arbeitskontakt 26 den Widerstand 23 des Spannungsteilers 21-22-23 kurzschließt. Die Vorspannung des Gitters 18 verschiebt sich in Richtung der zunehmenden Potentiale und daher wird das Potential des Gitters 18 ·²5 so erhöht, daß die Röhre während der gesamten

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Dauerr des Impulses ιοί von einem Anodenstrom durchflossen wird; in dem Kreis der Anode 19 werden dann negative Impulse 108 mit der Dauer τ entnommen.

Empfangsseitig besteht der Kanalwähler 9 aus einer Pentode 27,. deren Bremsgitter 29 mit dem Ende 7 der Leitung 6 verbunden ist und die Kanal-. impulse empfängt, während das Steuergitter 28 mit dem Ausgang des Gleichlaufimpulswählers 8 verbanden ist und von diesem Impulse für die Kanalentriegelung ' empfängt. Schaltungen, welche die Aufgaben der Stufe 8 erfüllen, sind an sich bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß diese Schaltungen im allgemeinen eine eigentliche Gleichlauf impulswählerstuf e und eineVerzögerungsleitung aufweisen, an welcher die zu den Kanalwählerstufen führenden Abgriffe gestaffelt sind. Der Gleichlaufimpuls wird in die Verzögerungsleitung geschickt und bei seinem Durchlauf an jeder Abgriffstelle wird ein Kanalentriegelungsimpuls geliefert, welcher während seiner Dauer die Kanalwählerstufe zum Ansprechen bringt.

Der Kreis der Anode 30 der Röhre 27 enthält einen Resonanzkreis 31 und führt zu dem Tiefpaßfilter 11, welches die in der Dauer modulierten Impulse demoduliert und das Modulationszeichen wiederherstellt.

Der Resonanzkreis 31 ist auf die Wiederholungsfrequenz der Kanalimpulse' abgestimmt und an seinen Klemmen erhält man die Komponente des empfangenen Zeichens, welche diese Wiederholungsfrequenz besitzt. Diese Komponente wird in dem Gleichrichter 36 gleichgerichtet und an den Klemmen des Widerstandes 34 zugeführt. Dieser Widerstand liegt in dem Gitterkreis der Röhre 37 des Verstärkers 15 in Reihe mit einem Widerstand 35 und der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators des Tiefpaßfilters 11.

Der Widerstand 35 bildet mit einem Widerstand 33 einen Spannungsteiler, welchem die Potentialdifferenz zugeführt wird, die der Anodenstrom der Röhre 27 in dem Kathodenwiderstand 32 entwickelt. Dieser Widerstand 32 verbindet die Kathode mit einem Punkt von konstantem Potential oder mit Erde. Die Spannung an den Klemmen von 35 sucht das Potential des Gitters 38 der Röhre 37 positiv gegen Erde zu machen, während die Spannung an den Klemmen von 34 dieses Gitterpotential negativ gegen Erde zu machen sucht.

In dem Kreis der Anode 39 der Röhre 37 liegt einerseits ein Transformator 40, an dessen Klem-men 12 das Modulationszeichen auftritt und andererseits eine Wicklung 41 eines Differentiarrelais

43. Die zweite Wicklung 42 dieses Relais ist eine Kompensationswicklung und wird dauernd mit einem Gleichstrom gespeist, welchen die Anodenspannungsquelle der Röhre liefert. Der Arbeitskontakt 45 des Relais 43 verbindet eine Rufstromquelle 44 mit den Signalgebungsklemmen 13.

Die Übertragung der Signalzeichen arbeitet wie folgt (Fig. 3): Das an der Kathode 17 zugeführte Stichprobensignal besteht aus den Impulsen 101, deren Amplitude sich sägezahnförmig zwischen zwei vorbestimmten Pegeln ändert.

Bei Abwesenheit eines Signalgebungsstromes und eines Modulationszeichens entspricht das Potential des Gitters 18 der Linie 102 in dem Diagramm a, wobei der an der Anode 19 entnommene Impuls 108 die vordere Flanke 109 und die hintere Flanke 110 und somit die Dauert/2 besitzt (Diagramm h).

Wenn kein Signalstrom, aber ein Modulationszeichen vorhanden ist, ändert sich das Potential des Gitters 18 zwischen den Pegeln, welche durch die Linien 103 und 104 in Diagramm α dargestellt sind, und der an der Anode 19 abgenommene Impuls 108 hat die vordere Flanke 109 und eine hintere Flanke, die zwischen ιι₍ι und 112 liegt (Diagramm b).

Beim Auftreten eines Signalstromes entspricht das Potential des Gitters 18 der Linie 105 in Diagramm a, und der an der Anode 19 abgenommene Impuls 108 hat die vordere Flanke 109 und die hintere Flanke 113 und somit die Dauert (Diagramm b). Diese Dauer bleibt auf dem Wert t auch bei gleichzeitigem Auftreten eines Modulationszeichens. Das Potential des Gitters 18 ändert sich dann zwischen den Pegeln 106 und 107, wodurch die Dauert des Impulses 108 nicht beeinflußt wird.

Die Kanalimpulse werden mit negativer Polarität übertragen.

Der Kanalentriegelungsimpuls 114 ist in Diagramm c dargestellt und hat die Dauer τ sowie positive Polarität. Der Anodenkreis der Röhre 27 ist gesperrt, wenn sie gleichzeitig einen positiven Kanalentriegelungsimpuls an ihrem Steuergitter 28 und einen negativen Kanalimpuls an ihrem Bremsgitter 29 empfängt, denn in diesem Augenblick geht.der gesamte Emissionsstrom über das Schirmgitter und findet sich im Kathodenkreis wieder: Hingegen ist die Röhre stromführend, wenn ihr Bremsgitter 29 keinen Kanalimpuls und ihr Steuergitter 28 einen positiven Kanalentriegelungsimpuls empfängt.

Wenn kein Signalstrom auftritt, hat der Impuls 108 die Dauer t/2 und der Impuls 114 die Dauer t. Die Röhre 27 würde an eine rein ohmische Belastung den Impuls 115 des Diagramms d liefern; auf Grund der Anwesenheit des Schwingungskreises 31 wird an den Klemmen dieses Kreises ein ,·.■ Signal abgenommen, welches die bei 116 in Dia- .;·' gramm d dargestellte Sinusform zeigt. Durch _;;ί' ;.; Gleichrichtung dieses Signals in dem Gleichrichter' 1,15'''V 36 ergibt sich an den Klemmen des Widerstandes -^iΆ? 34 eine mittlere gleichgerichtete Spannung, welche.;·ν^;;ί⁷ΐ3 durch die Linie 117 wiedergegeben wird. Anderer- '.' ^;:· seits ist die mittlere Spannung an den Klemmen des Widerstandes 35 durch die Linie 118; da;rgestellt. Diese mittlere Spannung 118 ist "so. ge-■ V ?S_::i richtet, daß sie der mittleren gleichgerichteten Spannung 117 entgegengesetzt gleich ist.

Unter diesen Umständen hat der mittlere Anodenstrom der Verstärkerröhre 37 einen gewissen Wert, so daß die Amperewindungszahl der

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Wicklungen 41 und 42 des Relais 43 gleich sind und dieses Relais in der Ruhelage verbleibt.

Bei Auftreten eines Signalstromes hat der Impuls. 108 die Dauer τ ebenso wie der Impuls 114.

Der Anodenkreis der Röhre 27 ist dauernd gesperrt. An dem Resonanzkreis 31 wird kein Signal entnommen und die Spannung an den Klemmen des Widerstandes 34 ist Null und entspricht der Linie 119. Die Vorspannung des Gitters 38 der Röhre 37 wird durch die alleinige Einwirkung der mittleren Spannung 118 in Richtung der positiven Spannung verschoben. Der Anodenstrom dieser Röhre nimmt zu, so daß die Amperewindungszahl der Wicklung 41 des Relais 43 diejenige der Wicklung 42 übersteigt und der Kontakt 45 für den Generator 44 geschlossen wird, worauf an den Klemmen 13 ein Signalstrom auftritt.

Der beschriebene Aufbau des Relais 43 kann den Nachteil haben, daß bei Unterbrechung der Tätigkeit der Verstärkerröhre 37 das Relais unbeabsichtigt ausgelöst wird. In diesem Falle wird nämlich nur die Kompensationswicklung 42 gespeist, so· daß die auf den Relaisanker ausgeübte Anziehungskraft nicht aufgehoben wird.

Es wird größere Sicherheit erzielt, wenn man die Wicklungen 41 und 42 so bemißt, daß bei Abwesenheit eines Signalzeichens die Amperewindungszahl der Wicklung 41 doppelt so groß ist wie diejenige der Wicklung 42. Das Relais 43 wird dann dauernd durch eine Kraft erregt, welche einer Amperewindungszahl gleich derjenigen der Wicklung 42 entspricht. Man braucht dann das Relais 43 nur so einzustellen, daß es unter diesen Umständen in der Ruhelage verbleibt. Auf diese Weise besteht keine Gefahr, daß bei Unterbrechung der . Tätigkeit der Röhre 37 das Relais 43 unbeabsichtigt ausgelöst wird, weil die Amperewindungszahl sich nicht ändert. Im übrigen wird an der Wirkungsweise des Relais beim Empfang eines Signälzeichens nichts geändert.

Es ist hervorzuheben, daß in- der Empfangsanordnung der Spannung, welche sich durch Gleichrichtung der Komponente des übertragenen Zeichens, welche die Wiederkehrfrequenz der Im-

.45 pulse besitzt, ein Teil des Kathodenstromes der Röhre 27 gegengeschaltet wird. Eine Alterungserscheinung dieser Röhre wird gleichzeitig eine Verminderung der Amplitude der.Komponente mit der Wiederkehrfrequenz der Impulse infolge der Verminderung des Anodenstromes und eine Verminderung des Kathodenstromes zur Folge haben. Die an den Klemmen der Widerstände 34 und 35 entwickelten Spannungen werden beide in gleichem Maße abnehmen,' wodurch die zeitliche Stabilität und somit eine hohe Betriebssicherheit. der Anordnung erzielt wird.

. In Fig. 2 ist angenommen, daß die Änderung der Vorspannung des Gitters 18, welche zu einer Erhöhung der Impulsdauer führt, dackirch erreicht wird, daß der Widerstand 23 durch das Relais 25 kurzgeschlossen wird.

Nach einer in Fig. 4 dargestellten Abwandlung wird der an die Klemmen 3 zugeführte Rufwechselstrom durch einen Transformator 46 geschickt, dessen Sekundärwicklung zu einer Gleichrichterbrücke 47 führt. Dieser Gleichrichter entwickelt an den Klemmen des Widerstandes 48 eine Gleichspannung, und dieser Widerstand bildet einen Teil des Spannungsteilers 22-21-48, der zwischen der Anodenspannung und Erde liegt. Die Gleichspannung an den Klemmen von 48 hat solche Richtung, daß sie die Vorspannung des Gitters 18 der Röhre 16 in das Gebiet der positiven Spannungen verschiebt. Das an Hand der Fig. 2 für den Fall von dauermodulierten Impulsen beschriebene Verfahren zur Übertragung von Signalzeichen kann auch im Falle der Amplitudenmodulation Anwendung ' finden. In Diagramm e der Fig. 3 sind 121 die negativen Kanalimpulse. Ihre Amplitude erreicht den Pegel 122 bei Abwesenheit von Signal- und Modulationszeichen. Sie liegt zwischen den Pegeln 123 und 124 bei Abwesenheit von Signalzeichen, aber Anwesenheit von Modulationszeichen, und sie erreicht den Pegel 125 bei Anwesenheit von Signalzeichen.

130 bezeichnet die positiven Kanalentriegelungsimpulse und 128 die mittlere Spannung an den Klemmen des Widerstandes 35 in Diagramm /.

Die Röhre 27 ist stromführend, wenn sie an ihrem Steuergitter einen positiven Kanalentriegelungsimpuls und an ihrem Bremsgitter einen Kanalimpuls empfängt, dessen Amplitude einen Pegel zwischen 123 und 125 unterschreitet; sie ist also stromführend, wenn die Amplitude des Kanalimpulses den Pegel 123'erreicht, und sie ist gesperrt, wenn die Amplitude des Kanalimpulses den Pegel 125 erreicht.

An den Klemmen eines rein ohmschen Widerstandes in dem Kreis der Anode 30 würde man Impulse 131 erhalten, wenn kein SignaLzeichenübertragen wird und an den Klemmen des Resonanzkreises 31 erhält man das Signal 126 in Form einer Sinuswelle. Der mittlere Wert der Spannung, welche durch dieses gleichgerichtete Signal an den Klemmen des Widerstandes 34 entwickelt wird, ist durch die Linie 127 in Diagramm g dargestellt. Dieser Mittelwert ist demjenigen, den die Linie 128 wiedergibt, entgegengesetzt gleich. Bei Anwesenheit von Signalzeichen ist das an den Klemmen des Kreises 31 abgenommene Signal Null und wird durch die Linie 129 dargestellt. Wie im Falle der Fig. 2 wird die Vorspannung des Gitters 38 sowie der Anodenstrom der Röhre 37 erhöht, so daß das Relais 43 anspricht.

Claims (1)

115 Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zum Empfang von Signalzeichen, z. B. Wahl- und Rufzeichen, bei einer Multiplexübertragung mit dauermodulierten, lagemodulierten oder amplitudenmodülierten Impulsen, bei der zur Aussendung der Signalzeichen den Impulsen eine maximale Modulation aufgedrückt bzw. eine maximale Dauer oder eine maximale Zeitverschiebung erteilt wird, und beim Empfang eine Steuer-

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gleichspannung durch Gleichrichtung einer Komponente der empfangenen Zeichen, deren Frequenz der mittleren Wiederkehrfrequenz der Impulse entspricht, erzeugt und einer Signalempfangseinrichtung zur Betätigung eines Relais zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Kathodenkreis einer Röhre (27) mit zwei Steuergittern, deren einem die empfangenen Nachrichtenimpulse und deren anderem örtlich erzeugte Kanalwählimpulse von entgegengesetzter Polarität zugeführt werden, erzeugte Gleichspannung der Steuergleichspannung in der Weise gegengeschaltet wird, daß der Anodenstrom einer zweiten Röhre (37) normalerweise herabgesetzt ist, jedoch während der Übertragung der Signalzeichen infolge der Verringerung oder des Verschwindens der Steuerspannung steigt und das Relais zum Ansprechen bringt.

Angezogene Druckschriften:
Philips Technische Rundschau, November 1949.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen