DEP0044800DA - Sprachunempfindliche Tonfrequenzsignalübertragung - Google Patents

Description

Siemens & Hälske Manchen, den 84 .Mai 1S49.

j,kti enges ellsohaft Bienetfstr« 15

Patent &bt eilwng

Spy@ehunemp£±häiich© Sonfreiiuenssignalüb ertraguhg/

Böi $qt tohfxeguenten Signalübertragung über tfernspreohleitungen, z»B« bei der tonfreguenten übertragung von Ruf- und Wählzeichen, liegt häufig die Aufgabe vor, die zum Qnpfahg dieser Signale behutsteh Smpfänger so auszubilden, daöa sio ©ui Spraohsp4nnungen nioht anspreohen« Dies ist erforderlich, weil es aus Gründen der Wähltechnik zwe'okraägsig igt, die Empfänger, dauernd an den Pernspreohleitungen engesohaltet au lassen.

Es ist bekannt, im Empfänger besondere Spraohaperren vorzusehen, z.B. wird die aur Signalübertragung verwendete Frequen» im Empfänger von den nioht zur Signalübertragung verwendeten getrennt. Ea können dann ⁷allö Sprachfrequenzon, die nioht nit dey sighalfroq.uehz üb er einstimmen, zu einer susätzliohen Blockierung das Empfängurs verwendet -werden, wenn einmal in den SpraohsohY/ingungan die Signalfroquenz auftritt. Bs hat ~Bioh iedooh gesaigt, dass in dar ßpraoh© vorübergehend einzelne ire^uenzen eine so grosse Amplitude bekommon können, dass diese grosser ist fels die aller anderen Frequenzen zusaian iaengenommen. Bekannte Vorsohläge sehen d&hei" vor, -einige Signalfraq.uenzeh zuglaioh zu verwanden, ,ibgQSöhen davon, dass Äuoh dies koina völlige Spraohsioherheit des Empfüngors gewährleistet, wird der Aufwand für die Empfängor sehr groaa_t da 3ede Signalfrequenz für eioh empfangen worden muss. Zweok dor 33rfindung ist os, diese Mängel zu beheben.

24.5« 49

«G-emäss der Erfindung wird sendeseitig eine etwa in dor Mitte des zur Verfügung stehenden Frequenzba/ides liegende Frequenz periodisch für kurze zeit eingeschaltet, soöass einzelne & ¥ellenzüge mit verhälthismässi|^ kleiner Einschwi">C2oit &νΰ~ stehen;. Da solche Wellenzüge ein ganz bestimmtes Frequenzspektrum .,darstellen, ist es äuÜterst unwahrscheinlich, daaa dieses in der Sprache in der gleiohen Zusammensetzung er<t-halt^ft'ist. Auch boi grossen. phasen- und Eaufzeitverzeiininr^h der "ör^bertragungsloituiig bleibt dio "F orm deaf* Hüllkurve sehr gut erhalten.

Der -Empfänger ist dabei so auszubilden, das«.· das Empfangsre-· lais nur auf die die Signale darstellenden impulse ansprioht. Dies kann z.B. durch Differentiations- oder Kippschaltungen oder auoh Kombinationen-von beiden erreicht werden. Der Signalempfänger wird dann fast völlig sprachsicher sein, da er im prinzip wie ein auf sehr zah3.reiehe zugleich ausgesendete Signalfrequenzen abgestimmter Empfänger arbeitet.

"Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand dor in den Figuren 1 bis~^Tdargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Ein Ji,usführungsbeispiel eines Signalempfängers ist in g dargestellt, in der Röhre 1 werden die in 3?isur 2,obere Reihe, dargestallten Impulse verstärkt. Boimtzt man als Frequenz der kurzzeitig ausgesendeten Schwingung z.B. 1500 Hs und als Bereioh z.B. je lOOQ Hz naoh oben und unten geraohnet; so wird der verstärkte und in 2 gleichgerichtete Impuls 1 ma breit (siehe Figur S, mittlere Reihe). lach Passieren des Tiefpasses 3, der eine G-renzfroquenz von etwa 3000 Hz hat, aieht der Impuls wie in Figur 2, dritte Reiho, gezeichnet aus. Er wird dann z.B. mittels einer induktivität 4 differenziert und die entstehende Spannung (siehe Figur 2 unten) nit einer negativen Gegenspannung 5 in Reihe geschaltet, Dia sie überragenden positiven Spannungsspitzen"werden durch die GleiohriohterkondeiiaatoraAordnung 6 verlängert, in der Röhre 7 verstärkt und nach passieren des auf die Impulsfolgefrequenz, z.B· 200 Hz abgestimmten Resonanzkreises bezw. Filters 8 im Gleichrichter 9 gleichgerichtet. Der so entatehonde Glaiohstrom betätigt das Empfangsrelais 10. Die Gleiohspaii- · nuhg 5 kann durch Gleichrichtung eines entsprechenden Anteils der von Röhre 1 abgegebenen Y/eohselstromleistung gewonnen" werden. Das hat don Vorteil, dass in diesem Fall bei Pegelsohwahkuhgen der Eingangsspannxing des Empfängers, die entsprechende Schwankungen der differenzierten Spannung zur Folge haben, die Gegenspannung 5 sich in gleicher T7©ise ver-

ändert, sodQSs dar Empfänger¹ auch bei schWahfeenden l rieht ig. arbeit et·.

Gelangen spreohspahhungon an den iBmpfäng er eingang* so sind die hinter der Differenzierschaltung 4 entstehenden Spannungsspitzen wessen*iioh geringer als dig duroh die Signal impulse bedingten, da deren Flankensteilheit grosser als Wenige der in der Sprache vorkommenden Modulation ist. infolgedessen bleiben diese Spaiinungsspitaen unterhalb dar Ge^ genspannung 5 und die Röhre .7 bekommt überhaupt keine Eingangs spannung] man. wird so auoh praktisch frei von Störspannungen, Einzelne in der Sprache enthaltenen Sinus spannungen, z«B·; 1000 Hz, erzeugen hinter dar pifferenziersoh&ltung zwar grosse Sp^ftnungsspitaen (da die Halbperiodevon IQOO Hz nur 0*5 ms beträgt, erhält letztere in diesem Pall "Impulse¹¹ von 0,5 ms Dauer), der' entstehende Wechselstrom (2000 Hz) ist je dooh von 20Q Hz so stark verschieden, das^s er auroh'dQn Resonanzkreis 8 gesperrt wird und das_B Empfangsrolais Jiioht ansprechen kann.

Wird nooh eine zusätzlich© Spraolisperrung für das releis Io vorgenommen, so könh sie hinter dor Röhre zv/eigt und-der, glicht zur impülsüb er tragung benötigte j bersioh, z.B. 300 bis 500, ausgenutzt werden* Wirksamei· kann diese Spraohsperrung genaoht warden, wenn man einen breiteren bezw. längeren impuls^;wählt, z.B. 2 Aä lang_t üer·also nur den irequenabereiph von z»B. 1000 bis SOOO Hz oder a.B. 1500 bis 2500 Hz einnimmt j dann kann der ganze untere Bereioh von 300. bis looo bezw. 1500 Hz für'die Sprao^äperrung ausgenutzt werden* '■ ' -

der vieiteren Erfindung kann die Unters oh eidung der impulse -von Spannungen anderen Verlaufs auoh duroh Sohaltungen vorgenommen-warden, die nur.beim Anlegen kurzzeitiger Spannungen, d.h. von impulsen, richtig arbeiten, insbesondere duroh eine 'Kippschaltung· Xhr Prinzip sei anhand der Figut 3 erlätttart., Steht der Schalter 12 naoh oboh, so bleibt bei 13 die Impulsfolge positiv, steht er nach^unten, so, ist sie negativ. Wird er nach jedem Impuls umgepolt,"so ergibt sioh bei 13 die in Figur 4 oben gezeichnete Impulsfolge. Y/ird s.B« duroh deh Impuls 14 die erste Röhro einer unselbständigen Kippschaltung 19 ^!ultiyibratör), von der in diesem Fall nur das Gatter'der ersten Röhr© herausgeführt ist, durohlässig b^zw, die zweite gesperrt, so wird duioh den darauffolgenden negativen impuls 15 die erste Röhre gesperrt und die zweite durchlässig, d.h. der Anodenstrom I- der erston' Röhre sieht wie in Figur'4 mitte uttd dor Anodens.trom Ig-von der zweiten Röhre wie in F-igur 4ⁱ unten gezeichnet aus* Der Bo

ter,12'fcahn huh durch dieso Strorastösse betätigt werden. Br kann a «Β. aus der bekannt on BingmodulatorscJaaltung (siehe Figur"3 unten)bestSh^ti, bei der als Träger der WGöheelstromanteil des Stromes■ .Ss^'"B'tzrr. Ig verwendet wird, wobei abwechselnd die beiden aussero'n odar inneren Gleichrichter durchlässig .werden·'. Die in den Anodenströineii I^ und I„ enthaltene Gruhdfrequehz wird durch den Resonanzkreis 16 ausgesiebt, in 17 gleichgerichtet und betätigt das EmpfangsroLais 18. ■ .

Würde an eine solche Sohaltung nicht ein kurzer Impuls, sondern eine etwas länger dauernde Spannung angelegt werden, so würde diese ktwz naoh ihrem Beginn umgepolt * werden. Hierauf würde die Kippschaltung wieder zurüokkippeh, da die-hoch andauerndespannung wie der oben erwähnte aweite Impuls 15 wirken würde, d.h. die Kippßohaltung würde mit einer ihren. Haohwirk- und Ansprechzeit on und df rgl. entsprechenden ^reguenz sohwingen, und die Grundfroquonz ihrer ^usgaiigsspannung· würde nicht mehr der Grundfro<itionz der angelegten Spannung, d.h. der impulsfolgefreguenz, entsprechan.

Ein Ausführungsbeispiel eines nach dem Prinzip der Figur 3 ' aufgebauten Signalempfängers zeigt Figur 5 oben, nachdem die empfangenen impulse von a.B» 2 ms Dauer in der*Röhre ^""verstärkt, durch das Filter46 (Frequenzbereich z.B. 1500 bis 2500 Hz) geleitet, in 47 gleichgerichtet und im Tiefpass 48, der ζ »B »eine Grenzfretuenz von 500 Hz hat, gesiebt wordon" sind, betätigen sie die anhand Figur 3 erläutorte Kippschal- _; tung 49. Deren stromstösse (siehe Figur 4 unten) gelancon zum Eesonanzkreie 50, der eine Resonanzfrequenz von· ζ-.B. 100 Hz hat, wenn die impulsfolgefroquenz 200 Hz ist, d*h« der'Ab^ stand der Impulse 5 ms-beträgt (vergleiche Figur 2 halbuhton), Die entstehende sinusschwingung wird; in 51 .gleichgerichtet und betätigt das Empfangsrelais 52. Eine SQlohe Schaltung würde nur in dem in Figur~5 unten dargesteilten'Fall fälschlich ansprechen, nämlich wenn zwei Frequenzen (Sohwebung) in einom Abstand von 200 Hz innerhalb des Boreiches 1500 bis 2500 Hz vorhanden sind und zwar mit einer Amplitude, die geradö dem Ansprechwert der Kippschaltung 4 entspricht«: Diesa würdο .dann z.Bv in den punkten 53, 54 und: 55 ansprechen. Hinter dor Röhre 45 wird mittels des Filters 56 der Frequenzbereich. 300 bis 1500 Hz zu einer zusätzlichen Sprachsperrung ausgenützt, indan die entsprechenden Sprachfraquehzon in 57 gle-Lohgerichtet und als GegenamperG-¥indufigen auf das Empfangsroiijis 5S go^obon werden. '

Besonders einfache/iUSführungsbeispiöle. einer ppa^fc zeigen die Figuren 6 und 7.Angenommen, das sehr sohneli,'aM sprechende polarisisrte (Telegrafen-) Rel&ie 30 in Figur 6 hat nach dom oberen Kontakt umgelegt. Dann hält ©s sich üb ar die Haltewiqklung 31 seibat. I)Qr Halt ©strom 3S durchfliegst ausserdem die Sohaltung 23, die der gleiche Utopolor ist, wie χω Figur 5 unten gezeichnet. An dar, .Eingang 33 ist die Impuliäspantiuhg (siehe Figur 6 unten) geführt. Der Impuls 21 wird durch den Tpipoler so ar "die Wicklung 30 heraBgef ührt, dass der entsprechende Strom sie entgegen dem Haltestroa durohfliesst. Hierdurch wird das Relais nach unten, umgelegt und hält sioh in der neuen läge wieder selbst, da der Haltestrom 25 die Hilfswiokluhg 31 entgegengesetzt zu dq>m dam?, uiiterbrochenen Strom 52 durchfliesst, Das Gleiche ist auch bei dem umpoler 23 der Fall, sodass der nächste Impuls 24 umgepolt wird und das Relais wieder naoh \oben umlagt usw. I)Iq Strüiae und 25 werden duroh den TJ^bartrager 26 abgenommen und naoh passieren eines Filters 37 und Gleichrichtung in 28 zum BetUtigeh des eigentlichen Empfangsrelais 29 verwöneiöt, Damit während des umsohaltzeit des Eelaie 30, die z,B, Ims betrag©^*. ka.^M.n, die tjmpolsehaltung nooh nicht beginnt umzupolen, fca^^ ihr der Kondensator 22 parallel geschaltet werden, dar sioh dann in 23 entlädt. Die ümpolsohaltu.ng 23 kann ebenfalls Suraf*? ein Relais ersetzt worden, in Figur 7 ist ein e^tspreohandes ^usföhrungsbQispiel gezeiohJiet, Das Eelais 36 legt abv/eohselö£ii naoh oben und unten um, wobei es sich selbst durch den Haltestrom S7 hält ui^d zugleich auch die Impuls Spannung, die am Eingang 38 liegt, umpolt. Der Haltöstrom 37 und auoh die Impulsströme durchfliessen ausserdem im oberen Zweig die T/iolclung des Relais 39, das dann im Takt der Ums ehalt ungen des Eelaiß 36 erregt wird, aodaas a'i seinem Eo''¹ takt die Weohselstromleistung abgenommen werden kann,'die übör den Bandpass 40' und den Gleichrichter 41 das Smpfangarelaie .42 betätigt.

Die Sohaltung eines S'ignalempfähgors, bei dom die untersoheidang der impulse von der Spraohspannung durch Differenzieren (vergleiche -Figur 1) vorgenommen wird und bQi der auglöich auoh von der Kippschaltung Gebrauoh gemacht v/ird, wodurch sich ein·besonders geringer Aufwand bei grosster Spraohsicherheit ergibt, zeigt Figur 8 links. Die empfangenen Impulse von z.B. ■2 ms Dauer werden nach. Verstärkung in der Röhre 60 i'ⁿ der ßleichrichtersohaltung 61 gleichgerichtet, im Filter 62, das z.B. eine. Grenzfrequenz von 500 Hz hat, gesiebt und durch "die ,induktivität 63.differenzier-t. Die entstehendeir^Spannungsstösse werden.in den durch die Gleichspannung 64 in Sperriöhtung ttorgespahnten Gleichrichtern 65 gleichgerichtet -und' betätigen

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über den träbertragor 66 eine Relaiskippschaltung, wie sie· z.'B.'iJi Figur 7 ' dargestellt iat und-.die über den Resonanz- ' kreis 67 und dio Gleichrichter 68 das Empfänger elaie 69 erregt. Im Anodenkreis dor Röhre 6Q liegt .ferner das Filter 7O₉ das den nioht zur übertragung-der impulse er ford or Hohen Frequenzbereich, z.B. SOO bis 1500 Hz, umfasst. y&m Sprachspannungen am Empfang er eingang liegen, entsteht am Filterausgang eine Spannung, die in 71. gleichgerichtet wird und* zur Spraohspex^jrung dienen kann, indem sie in Reihe mit beispielsweise der Haltesp^nnung 7E oder der GlQiohriohtsrvorspahiiuhg 64 geschaltet v/ir.d und zwar so, dass sie diese SpaSlftungoh vergrjjssert., In Figur 8 rechts ist aiii unmittelbarer (gleichstrommässiger) Anschluss der Relais-Eippsohaltung an dio .Differenziorsohaltung dargestellt. Wenn die Drossel 73 •sehr niedarohiäig ist, stören 3ioh die beiden Gleiolispannungon 64 und 72 gegenseitig in ihrer Wirkung nicht.

Io Pat'entanspruohe

^.-"Figuren»""

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1» spraohunempfihdliohe lohfreguenssignalübortragmig* insbesondere für Ruf- "and Wahlzweoke, d&durch gekennzeichnet', dass eine etwa in dar Mitte des zur "Verfugung stehenden Frequenzbandes liegende Frequenz periodisch für kurze Zeit eingeschaltet wird, sodasa einzelne Vellöiizüge mit verhält nismässig kleiner Einsohwingzoit entstehen-, dass der Empfänger Mittel zur Unterscheidung der Impulse von Spr&ohspannuhgen enthält und dass das Empfangsrolals von der impulsfolgefrequenz abhängig gemacht ist.

   ^ rpohfreq.uenzsignalüb ertragung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine frequenz von etyra 1000 bia 2000 Hz benutzt und die Impulslänge so gowählt ist, dasa ein Band von etwa 1000 bis 2000 Hz Breite aur Aussetzung kommt,

   5» Empfahgsanordnung fur eine Tonfreq.uenzsishalü.bortragung naoh einem der Patentansprüche 1 oder S, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Differenzierung der verstärkten ,und gleichgerichteten Impulse vorgesehen sind und dass der differenzierten Spannung eine negative Gegenspannung in Reihe geschaltet ist.

   4. Empfangsanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn·* zeiohnet, dass die negative Gegenspannung proportional der Eingangssp&nnung ist, insbesondere durch Gleichrichtung ©ines Teiles derselben gewonnen, ist«

   5, Empfangsanordnung nach Patentanspruch 3 oder 4_S gekennzeichnet durch'Mittel zur Verlängerung der verbleibenden positiven Spannungsspitzen.

   6, Empfangsanordnung naoh einem der vorhergehendon Patentansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung von Schaltungen, z.B. Kippschaltungen_? die nur beim Ahlegen von kurzzeitigen Spannungen richtig arbeiten,

   7. Empfangsanordnung naoh Patentanspruch 6, gekennzeichnet durch die Anwendung von Relaiskippschaltuhgsn.

   8» Empiahgaanordnung naoh Patentanspruch 6 odsar 7, gefeennaaiohnet durch, einen umpoler, der abweohsQincl· positive und negative Impulse an die Kippschaltung z„b_? einen MuX» tivibrator anlogt.

   9« Empfangsanordnung naoh Patemtsnspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, dass der tPapolor duroh die Strömstösso aar Kippschaltung gesteuert wird, '

   g naoh Patentanspruch 8 odor 9_f ß zeiohnet duroh die Anwendung einos Ringmodulators als Umpolar.