NO147394B - Fallefoerer, spesielt trykkfallefoerer, og fremgangsmaate til dens fremstilling. - Google Patents

Description

Demodulator for uttrekning av informasjoner av en strøm av stillings-modulerte inf ormasjonspulser.

Denne oppfinnelse angår en demodu-

lator som er egnet til bruk i pulsstillings-modulerte radiosamband og oppfinnelsen angår særlig en demodulator av den nevnte art som inneholder en anordning for mot-takning og suksessiv lagring av hver stillingsmodulert informasjonspuls når en så-

dan ankommer. Demodulatoren i henhold til oppfinnelsen skiller på fordelaktig måte informasjon fra bakgrunnsstøy og kryss-

tale, hvilket oppnåes ved hjelp av den stør-

re amplitude for de riktige pulser. Tiden for ankomsten av slike pulser med større amplitude identifiseres i forhold til et tids-referansearrangement, og denne ankomst-

tid oversettes til et tog med pulser med jevn tidsavstand, hvis amplitude er propor-

sjonal med ankomsttidene, hvilket på en effektiv måte gjenoppretter den informa-

sjon som inneholdtes i de innkommende tidsstillings-varierte pulser.

Et av arbeidsprinsippene for pulssam-bandssystemer er at hvis et inf ormas jons-

signal prøves med jevne mellomrom, vil det derav følgende signal fremdeles inneholde i det vesentlige all den brukbare informa-

sjon som er tilstede i det opprinnelige sig-

nal, forutsatt at prøvetakningsfrekvensen skjer med en hastighet som er minst dob-

belt så høy som den høyeste, anvendelige frekvens i det opprinnelige signal. Informa-

sjonen kan med andre ord reproduseres i det vesentlige i sin opprinnelige form, hvis prøvetakingsperioden er lik tilnærmet halvdelen av perioden for den høyeste fre-

kvenskomponent i den opprinnelige bølge.

Dette prinsipp er kjent som Nyquist prøve-takingsteoremet. Hvis f. eks. en audiobølge har passert gjennom et filter som har en grensefrekvens på omtrent 3 500 Hz, vil tilnærmet all audioinformasjon i bølgen være tilstede i en serie med prøver av denne bølge tatt med en hastighet på 7,8 kHz.

Ved den kjente teknikk for pulssam-bandssystemer ble der anvendt terskelanordninger for å detektere tilstedeværelsen av en puls i mottakeren. I slike systemer vil terskelanordninger angi tilstedeværelsen av alle pulser som har energi over terskel-

nivået, uten hensyn til pulsenes opprin-

nelse. Følgelig kan pulser som skyldes støy eller interferens eller krysstale fra andre signalkanaler, ledsage inf ormas jonspulsene ved utgangen av terskelanordningen. Så-

danne uriktige avgjørelser blir i alminne-

lighet redusert ved at terskelverdien heves til et høyere nivå, men uheldigvis øker den-

ne fremgangsmåte antallet av sløyfede, korrekte pulser. Disse feil, som er kjent som falsk alarm eller tapsfeil, bevirker forvrengning og støy i de demodulerte signa-

ler og begrenser på denne måte anvende-ligheten av pulssambandssystemet. Videre må en terskelpuls-detektor efterfølges av en anordning som tjener til å omforme til en analog amplitude tiden for ankomsten av pulsen i forhold til begynnelsen av prø-

ven.

Ifølge oppfinnelsen omfatter demodu-

latoren en tidsanordning for bestemmelse

av ankomsttiden for hver av inf ormas jonspulsene i forhold til på forhånd fastlagte tidsreferanser ved at der genereres en tids-bølge som varierer i amplitude på forutbestemt måte med tiden, setter i gang en ny tidsbølge ved ankomsttiden for enhver puls som i en referanseperiode (tidsav-standen mellom to suksessive tidsreferanser) er større enn en hvilken som helst for-utgående puls (f. eks. en støypuls) i samme periode, og en innretning for ved enden av hver tidsreferanseperiode gjennom en port å frigi en spenning som representerer amplituden av tidsanordningens tidsbølge ved slutten av hver referanseperiode, hvilken amplitude står i direkte avhengighetsfor-hold til ankomsttiden for den største puls i hver periode.

Ifølge et videre trekk ved oppfinnelsen

anvendes en innretning for tømning av lagringsanordningen ved slutten av hver referanseperiode, ved hvilken det bestem-mes hvilken nuls som faktisk var den rette under tidsreferanseperioden. Denne avgjø-relse treffes ikke på grunnlag av noen ters-kel, men er basert på den tidligere omtalte forutsetning at den riktige puls ut fra en sammenligning av alle pulser som er mottatt under perioden, kan identifiseres ved sin større amplitude. Da vil der ved slutten av referanseperioden genereres en spenning som er proporsjonal med en sådan ankomsttid, og overføres til en utlesnings-lasrin<g>sanordninsr. Efter en sådan utles-ning av spenningen fastholder la<g>ringsan-ordningen denne snennin<g>. inntil slutten av den nestføl<g>ende prøveperiode, på hvilket tidspunkt en spenning som tilsvarer ankomsttiden for pulsen med den største amnlitude i denne etterfølgende prøve-periode, erstatter den tidligere fastholdte spenning, selv om snennin<g>en i den etter-følgende nrøveoeriode er mindre. På denne måte vil en rekkefol<g>e av prøve<p>ulser frembringe en trappeformet bølge med tilta-gende og avta<g>ende trinn, hvilken bølge er en reproduksion av det onnrinneli<g>e eller videosi<g>nalet i senderen tatt på et spesielt tidspunkt i den onnrinneli<g>e modulasions-prosess. Hensiktsmessi<g>e strømkretser anvendes for å få denne tra<pp>eli<g>nende bølge-form til å renrodusere en nøyaktig koni av det onnrinnelige audio- eller videosignal som onntrådte i senderens inngang.

Mange viktige fordeler kan oppnås ved

denne lagrin<g>steknikk. En prinsipiell fordel blant disse er at oppfinnelsen er den eneste som har den egenskap at der ikke behøves å treffes noen avgjørelse i det øye-blikk pulsen erkjennes, men at det er mulig å utskyte denne avgjørelse til slutten

av en viss tidsperiode, således at sannsynligheten for at en riktig avgjørelse treffes, kan økes.

Oppfinnelsen kan med fordel anvendes enten i forbindelse med et kvantisert eller et ikke-kvantisert PPM-system. Et trekk som inngår i oppfinnelsen, er at der skaffes et tidsmiddel som lokaliserer ankomsttiden for den riktige puls. For kontinuerlig vari-erende PPM-pulser kan der anvendes en kontinuerlig tidsreferanse, mens der for kvantiserte PPM-pulser kan anvendes enten en kontinuerlig tidsreferanse eller en tidsreferanse som forandrer seg i diskrete tidstrinn som passer til kvantiseringstrin-nene for de innkommende kvantiserte PPM-pulser.

Det er tydelig at en tidsreferanse med diskrete tidstrinn også kan benyttes ved et kontinuerlig PPM-signal når det er nød-vendig eller ønskelig å omforme sådanne kontinuerlige PPM-pulser til kvantiserte PPM-signaler, f. eks. i slike tilfelle i radio-relésystemer da det innkommende signal'er et ikke-kvantisert signal og det utgående signal skal kvantiseres.

Oppfinnelsen finner særlig anvendelse ved et nylig utviklet pulstype-signaliser-ingssystem som bruker det troposfæriske spredningsmedium, ved hvilket der anvendes et multippel tidsfrekvens-kodeskjema til å realisere en tidsdelingsmultipleks-fremgangsmåte. I dette system deles hvert signal i fem underpulser som hver sendes ved hjelp av en forskjellig tids-mel-lomromsfrekvens-kombinasjon. For å oppnå en maksimal systembelastning deler multiplekskanalene et maksimum på én tids-frekvenskombinasjon mellom hvert par sådanne multiplekskanaler. Pulsstrøm-men fra mottagerens dekoder-summerer vil bestå av den riktige puls sammensatt av summen av de fem underpulser som inntreffer på de tidspunkter som korrespon-derer med PPM-prosessen i senderen, og vilkårlig opptredende krysstalepulser fra vilkårlige kombinasjoner av underpulser fra andre multiplekskanaler. Sannsynligheten er meget stor for at de vilkårlige kombinasjoner av sådanne underpulser pluss støyenergi vil ha mindre amplitude enn den tidsriktige kombinasjon av de riktige underpulser. Oppfinnelsen mulig-gjør en praktisk anvendelse av et sådant signalsystem med underpulser ved at de feil og stemmeforvrengninger som skyldes sådan krysstale, reduseres til en forsvin-nende verdi.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å skaffe en demodulator av en forbed-ret type til bruk i et pulsstillings-modula-sjonssystem for å detektere de sendte pulser i et tidsintervall som omfatter støy og interfererende krysstalepulser og å identi-fisere ankomsttiden for slike sendte pulser i forhold til begynnelsen av den tidsperiode som representerer en prøveperiode for det opprinnelige audio- eller videosignal.

Et annet formål er å skaffe en anordning som kan frembringe et utgangssignal som er en rekke spenningsnivåer, hvis amplitude er proporsjonal med ankomsttiden for den riktige, sendte puls i forhold til begynnelsen av den tidsperiode som representerer en prøveperiode for det opprinnelige audio- eller videosignal, idet sådanne ut-gangssignaler er en rekonstruksjon av det opprinnelige audio- eller videosignal.

Et ytterligere formål er å skaffe en anordning som vil gjøre det mulig ved et radiofrekvens-pulssambandsystem å anvende multipleksmetoder som oppnår en høyere tetthet av adskilte kanaler i et gitt båndbreddespektrum enn det hittil var mulig, idet denne høyere tetthet oppnås ved at grunnpulsene deles opp i underpulser og at overlapping eller deling av underpulser tillates mellom sådanne adskilte kanaler, i hvilke krysstalepulser som oppstår i og med denne deling, får mindre energi eller mindre amplitude enn den riktige kanalpuls.

Disse og andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av føl-gende beskrivelse under henvisning til teg-ningene, hvor fig. 1 er et blokkdiagram av et eksempel på oppfinnelsen, fig. 2 et bølge-formdiagram som viser de bølgeformer som opptrer på visse spesielle steder på fig. 1, fig. 3 et bølgeform-diagram som ligner det på fig. 2, men representerer lengre tids-perioder for mere fullstendig å vise anven-delsen av denne oppfinnelse, og fig. 4 er et strømkretsskjema av en spesiell utførelse av oppfinnelsen; fig. 5 er et bølgeform-diagram som ligner det på fig. 2, men som omfatter de bølgeformer som er knyttet til utførelsen på fig. 4.

Et bølgetog som kan variere i amplitude og inneholde støy, kan komme fra en energi-prøvetaker som integrerer energien under signalpulsens varighet. Utgangen fra energiprøvetakeren er i form av en puls, hvis spenningsamplitude er proporsjonal med pulsenergien. Dette pulstog opptrer på inngangen 1, fig. 1, og er angitt ved linjen A på fig. 2. Disse pulser påtrykkes en like-rettende anordning 2 som bare slipper gjennom positive pulser. Selv om en diode meget godt egner seg til dette formål, ligger det innenfor oppfinnelsens ramme å anvende en hvilkensomhelst topolet like-rettende anordning som med en liten sig-naldempning vil slippe gjennom en positiv spenningsgradient over klemmene, men ikke vil lede når der opptrer en negativ spenningsgradient over klemmene.

Det pulstog som har passert anordningen 2, mottas av en energilagringskrets 3. Energien i denne krets vil bare øke når pulsspenningens amplitude er større enn spenningen i lagringskretsen, da der ellers ville opptre en negativ spenningsgradient over anordningens 2 klemmer.

Fig. 2 angir en prøveperiode fra t, til t2 som f. eks. kan være 128 \ is. Som et resul-tat av den første puls 16 i denne prøve-periode, vist ved linjen A, går spennings-nivået i lagringskretsen 3 til en høyere verdi som angitt ved linjen B. Dette bevirker at en føler 4 for positive pulser frembringer en puls som er vist ved 21 på linje C og som representerer utgangen fra føle-ren 4 for positive pulser.

Pulsen 21 fra føleren 4 trigger en til-bakestillingspuls 22 fra tids-tilbakestil-lings-pulsgeneratoren 6, hvis utgang er vist ved linje D. I mellomtiden er tidsbølge-generatoren 5 begynt å generere en tids-bølge ved t,, som vist ved linje E; denne tidsbølge er blitt tilbakestilt (en tilbakestil-lingspuls fra en ytre markeringsgenerator for en prøveperiode) fra den verdi som er vist ved 14, hvilket representerte verdien av tidsbølgeutgangen for en forangående prø-veperiode, som beskrevet ovenfor.

Tilbakestillingspulsen 22 som representerer pulsen 16, tjener nu til å tilbakestille tidsbølgegeneratoren 5 til utgangsspenning null, slik som vist ved 10 på linje E. Fra et nullnivå begynner tidsbølgegeneratorens 5 utgang å øke igjen på en forutbestemt måte.

Den måte på hvilken tidsbølgegenera-torens 5 utgang øker, kan f. eks. være lineær, hvis der ønskes en lineær reproduk-sjon av et kontinuerlig pulsstillingsmodu-lert signal, eller den kan være en trappe-trinnbølgeform hvor hvert spenningstrinn er det samme, hvis der ønskes et kvantisert pulsstillings-modulert signal.

Den lineære tidsbølge, linje E, fortsetter å øke inntil en tid da en større puls 17 ankommer fra energiprøveren til den like-rettende anordning 2, hvilket inntreffer i den samme prøveperiode t,— 12. Denne nye maksimumpuls i prøveperioden bevirker at der tas et høyere trinn ved energilagrings-anordningen 3, hvilket i sin tur frembringer en puls 23 som igjen på sin side trigger en annen puls fra tidstilbakestillings-. generatoren 6, hvilken puls er vist ved 24. Dette bevirker på sin side at tidsbølgegene-ratoren tilbakestilles, som vist ved 11 på linje E.

De påfølgende pulser 18, 19 og 20 fra energiprøvetakeren påvirker ikke energilagringskretsen 3, da de bare frembringer negative spenningsgradienter over anordningen 2; tidsbølgen, linje E, fortsetter derfor å øke fra tiden for pulsen 17 inntil slutten av prøveperioden, hvor den når sin maksimalverdi 12 som er en verdi som er omvendt proporsjonal med ankomsttiden for den ønskede puls 17. Anordningen ifølge oppfinnelsen lokaliserer med andre ord ankomsttiden for en puls i forhold til begynnelsen av en prøveperiode ved å bevirke at en tidsbølge begynner ved ankomsttiden for en puls som er større enn enhver tidligere mottatt puls i en tidsramme og stopper tidsbølgen ved slutten av prøveperioden. Da tidsbølgens spenningsamplitude øker med tiden, enten po-sitivt eller negativt, blir amplituden ved slutten av en prøveperiode omvendt proporsjonal med ankomsttiden for den stør-ste puls i en sådan periode. Skjønt en li-neært økende bølgeform, som er angitt på fig. 2, har mange anvendelser, kan en ikke-lineær bølgeform brukes, som forklart senere.

Markeringspulsen 25 for prøveperioden, vist ved linje F, opptrer i tidspunktet t2 når tidsbølgen E er ved sitt maksimum 12; ved denne utførelse bevirker bakkanten av denne puls at denne maksimale verdi lag-res i holdekretsen 7, som vist ved 13, linje G, men avbildet i en redusert målestokk. Dette nivå 13 i holdekretsen 7 er direkte proporsjonalt med det opprinnelige audio-. eller videosignal ved prøvetiden. Nivået 15 i holdekretsen er det som ble overført fra tidsgeneratoren 5 ved slutten av den foregående prøveperiode. Prøvepulsens 25 bakkant tjener til å påvirke tids-tilbake-stillings-generatoren 6 og lagrings-tømme-generatoren 8. Lagrings-tømme-generatoren 8 tjener til å fjerne den sist lagrede puls fra energilagringen 3 og forberede energilagringen 3 for begynnelsen av den neste prøveperiode.

For å få igjen audio- eller videosignalet som er tilstede ved senderen før prøvetak-ingen, blir den bølgeform som er generert ved en rekke sådanne nivåer i holdekretsen 7, ført videre ved hjelp av lavpass-filtre som fjerner harmoniske og gjenoppretter den opprinnelige prøvetatte bølge i over-ensstemmelse med den velkjente prøve-takingsteori.

På fig. 3 representerer linjen H en rekke kontinuerlige prøveperioder som hver er av en tidsvarighet som er lik tidsperio-den tj—12, fig. 2. I de tretten viste prøveperioder har de viste pulser ampli-tuder som er proporsjonale med energien i de forskjellige pulser som kommer inn i systemet. De pulser som er numme-rert fra a til m, er de «riktige» pulser og har den største amplitude i hver 128 (is prøveperiode. Alle andre pulser er inter-fererens- eller krysstalepulser. Disse krysstalepulser har med meget stor sannsynlighet mindre amplitude enn de ønskede pulser ved visse anvendelser innenfor oppfinnelsens ramme.

Linjen I viser bølgeformen ved utgangen av tidsbølgegeneratoren, og det bemerkes at tidsbølgegeneratoren tilbakestilles på tidspunktet for ankomsten av hver følgende større puls i en prøveperiode og også ved slutten av hver prøveperiode. Nivåene a' til m' representerer således ved spennings-nivået tiden for ankomsten av de tilsvarende pulser a til m på linje H.

Ved slutten av hver 128 [xs periode overføres nivåene a' til m', linje I, til holdekretsen, og som angitt på linje J, fastholder holdekretsen disse nivåer, angitt ved a" til m" over hver følgende prøveperiode. Som det vil forståes blir denne rekkefølge av holdenivåer vist på linje J, således en rekonstruksjon av det opprinnelige prøve-tatte PPM-audio- eller videosignal. Denne bølgeform blir da sendt gjennom et lav-passfilter som fjerner høyfrekvenskompo-nentene som er generert i prøvetaknings-prosessen, og leverer den audiobølge som er vist på linje K og representerer det opprinnelige audio- eller videosignal.

Det vil bemerkes at oppfinnelsen vil rekonstruere det prøvetatte audio- eller videosignal som er tilstede i senderen før pulsstillings-modulerings-operasjonen, hvor de pulser som kommer til inngangen, blandes med støy og interfererende krysstalepulser som er en situasjon som opptrer i visse praktiske anvendelser av oppfinnelsen. Det er ikke hensikten å begrense bruken av denne til denslags anvendelser, da oppfinnelsen faktisk er anvendelig for puls-stillingsdemodulasjon i et hvilketsomhelst PPM-system, uansett forekomsten av støy eller interferens.

Ved den foreliggende utførelse av oppfinnelsen opptrer de riktige pulser som kommer til inngangen, i en av 16 diskrete tidsrammer i en prøveperiode. Denne kon-figurasjon skyldes prøvetaking av stemme-bølgen én gang ved begynnelsen av en prøveperiode og kvantisering av den obser-verte amplitude i en av de seksten kvantiserte nivåer. Således representerer hver av de seksten tidsrammer i en prøveperiode en av disse seksten kvantiserte nivåer. Sendingen av disse pulser kan skje over et medium hvor overføringskarakteristikkene er en vilkårlig funksjon av tiden. Hver av de sendte pulser kan deles opp i flere underpulser som hver sendes på en forskjellig frekvens for å oppnå en diversity-ka-rakteristikk som kan overbinde de vilkårlige variasjoner i mediets karakteristikker. Ved valg og kombinasjon av disse underpulser kan der opptre ytre vilkårlige underpulser fra andre samtidige sendinger; denslags vilkårlige underpulser er kjent som krysstalepulser. For et sendesystem av denne art er sannsynligheten meget liten for at krysstalepulser vil bli kombinert så de gir så stor amplitude som de riktige underpulser vil bli kombinert til å frembringe.

Der finnes også pulser som skyldes vilkårlig termisk støy og sådanne som skyldes krysstalepulser, hvis amplitude også varierer vilkårlig med tiden og på statistisk basis. De riktige pulser har den største amplitude på øyeblikkbasis, men det er ikke sikkert alltid tilfellet. Oppfinnelsen velger den puls som har den største sannsynlighet for detektering. På grunn av den diskrete natur av pulsstillingsmodulasjonen i tid, blir tidsbølgeformen ved den foreliggende utførelse av oppfinnelsen en trappetrinnformet bølge.

Der henvises til fig. 4. Et bølgetog, f. eks. fra en prøvetakingsintegrator, kommer inn på denne anordnings klemme 1. Disse pulser passerer gjennom diode 2 til energi - lagringskretsen 3 tilsvarende energilagringen 3 på fig. 1, og som på fig. 4 kan omfatte en kondensator 30 som virker til å fastholde eller lagre amplituden for hver mottatt puls, hvis den mottatte puls har større amplitude enn den foregående puls som opptrådte i den samme prøveperiode. Kondensatoren 30 opptar med andre ord en spenningsladning lik amplituden av den først mottatte puls og da vil kondensatoren 30 efterhvert som større pulser mottas under prøveperioden, anta et spenningsnivå lik amplituden av den største puls i prøve-perioden, mens den ignonerer pulser med mindre amplitude, idet dette realiseres ved at dioden 2 ikke vil danne noen ledende bane når der opptrer en høyere positiv spenning på diodens katode som følge av kondensatorens 30 ladning. Ved slutten av prøveperioden vil derfor kondensatoren 30 ha en spenningsladning som er lik amplituden av den største puls som er mottatt i prøveperioden.

Som det vil fremgå mere detaljert nedenfor, tjener transistoren 31 til å utlade

kondensatoren 30 ved slutten av prøve-perioden, hvilket er nødvendig for å forberede energilagringskretsen 3 på å motta neste rekke pulser som kommer i den neste prøveperiode.

For å hindre at kondensatoren 30 taper noen nevneverdig del av sin ladning under prøveperioden, er det ønskelig å bruke en høy impedans mellom energilagringskretsen og føleren 4 for positive trinn, og med dette for øyet foretrekkes en emitterfølger-anordning 32 som omfatter transistorer 33, 34 og 35, så vel som tilhørende motstander, kondensatorer og diode, hvilken anordning har de ønskede karakteristikker for høy-frekvens inngangsimpedans. Denne emit-terfølger bruker to transistorer 33 og 34 i den velkjente Darlington kobling for å øke inngangsimpedansen over den verdi som fåes med en én-transistor-type emit-terfølger.

En alternativ måte for å oppnå høy inngangsimpedans kan omfatte bruken av et elektronrør i en katodefølgerkrets.

Utgangen fra emitterfølgeren 32 driver en føler for positive trinn i form av en diffe-rensiator 37 som omfatter en kondensator 38 og en motstand 39. Ettersom hver ny større puls mottas av holdekretsen 3, blir det positive trinn av spenningen på kondensatoren 30 differensiert av differensia-toren 37 som leverer en skarp puls til inngangen for tidstilbakestillings-pulsgene-ratoren som i dette tilfelle er en multivibrator 41 med inngangen 42. Denne multivibrator mottar denne spisse puls og fra denne frembringes en 2 ^s puls på utgangen 43 hver gang en puls som er større enn alle tidligere pulser i prøveperioden, er blitt detektert. Denne multivibrator brukes sammen med tellerne 56 til 59 som danner tidsbølgegeneratoren og har en 0,1 us stig-ningstid som dikterer bruken av en tidspuls med hurtig stigning av den art som leveres av en multivibrator. Multivibrator 41 kan være en anordning av den type som bringes på markedet av Walkirt Company of Inglewood, California, type PM 7023, og fire-trinns tellerne 56—59 kan være binære tellere av typen PM 7823 fremstilt av samme firma.

Som det fremgår i det følgende vil der hver gang multivibratoren 41 leverer en sådan puls, bevirkes en tilbakestilling av den trappetrinnformede tidspuls som leveres av tellearrangementet i henhold til oppfinnelsen.

Ovenstående beskrivelse vil bli klarere ved henvisning til fig. 5, hvor linjen L representerer en prøveperiode med seksten rammer, i hvilke der opptrer to pulser. De seksten gangers rammer er tilstede når der brukes et seksten nivåers kvantisert PPM-system. Disse pulser er til illustrasjon vist i tidsrammene 3 og 8 og representerer suksessivt større pulser som kan sammen-lignes med pulsene 16 og 17 på fig. 2. De seksten rammer danner sammen en prøve-periode på 128 (xs.

Linje M på fig. 5 angir den bølge-form som opptrer i holdekretsens 3 kondensator 30 for de hendelser som er angitt på linje L, nemlig en skarp forandring av ladespenningen, som finner sted på linje M, fra grunnlinjen som følge av den første puls og et ytterligere spenningstrinn oppover som inntreffer samtidig med den stør-re puls som opptrer på linje L. Som beskrevet i forbindelse med fig. 2, representerer bølgeformen for hver suksessiv, innenfor prøveperioden opptredende større puls ladningen av kondensatoren for holdekretsen 3 et tilsvarende trinn oppover, idet den største spenning inntreffer innenfor den prøveperiode som fastholdes, inntil slutten av denne prøveperiode. Det gjen-værende spenningsnivå vil da bli lest ut og inn i holdekretsen 77.

Linjen N representerer utgangsbølgen fra RC-kombinasjonen 37 under de tidligere beskrevne betingelser, nemlig hver gang der opptrer et spenningstrinn, linje M. Hver utgangspuls på linje N leveres til multivibratoren 41 som i sin tur leverer en bredere puls, som angitt på linje 0, hvilken puls, som tidligere angitt, kan ha en varighet på 2 jis.

Linje P, fig. 5, representerer den trappetrinnformede bølge som kan frembringes av den tellerutførelse som her er anvendt som tidsbølgegenerator. Inngangene til denne generator er forbundet med telleren 56 som kan motta 125 kHz firkant-bølger fra en ytre tidskilde på en av sine innganger og på den annen inngang motta tilbakestillingsordren på leder 55, som angitt detaljert nedenfor. Telleren 56 er forbundet med telleren 57, og da hver teller i seg selv dividerer sin inngang med to, vil inngangen til telleren 57 bli halvparten av 125 kHz, eller 62,5 kHz. Telleren 57 blir i sin tur forbundet med telleren 58 så sistnevnte får en inngang som er en fjerdedel av 125 kHz, mens forbindelsen mellom tellerne 58 og 59 bevirker at sistnevnte får en inngang på en åttendedel av 125 kHz.

Trappetrinnformen ble valgt for å gi meget stor nøyaktighet til spenningstrin-nene, og fordi det med denne spesielle ut-førelse var mulig å få en nøyaktig tidskilde på 125 kHz, ved et ytre arrangement. Ved en anvendelse av denne oppfinnelse hvor kravene til nøyaktighet i spenningstrinne-ne er mindre strenge enn med det puls-system ved hvilket denne oppfinnelse anvendes, må det bemerkes at en lineær tids-bølgeform, som beskrevet i forbindelse med fig. 2, er like anvendelig for det kvantiserte PPM-system og det representerer i almin-nelighet enklere strømkretser.

Utgangen fra hver teller leveres til summeringsnettverket 61, og på grunn av de forskjellige frekvenser og den forskjellige vekt som er tildelt hver frekvens, skaffes der derved tilveie en seksten trinns trappetrinnformet spenningsbølge. Med sin 125 kHz inngang har dette tellerarrange-ment således skaffet trinn på 8 |xs bredde, idet seksten trinn med denne bredde definerer en prøveperiode på 128 |xs.

Hvis der derfor ikke sendes en tilbake-stillingspuls til tellerne under en prøve-periode, vil det bli frembragt en seksten trinn kontinuerlig trappetrinnformet bølge ved hjelp av dette arrangement. Tellingen bringes imidlertid, som beskrevet detaljert nedenfor, ved hjelp av detektoren til å begynne påny hver gang en maksimumpuls mottas i løpet av prøveperioden, hvilket er angitt ved linje P; den trappetrinn - formede bølge begynner påny fra sin grunnlinje med hver av tilbakestillings-pulsene på linje O.

Multivibratoren 41, fig. 4, utfører de viktige funksjoner med avlesning og tilbakestilling og er nær tilknyttet tømme-funksjonen. Det er selvfølgelig viktig at disse funksjoner utføres i riktig orden for å hindre tap av betydningsfull informasjon. Inngang 47 til multivibratoren 46 mottar inngangspulser med en gjentagelseshastig-het som i dette tilfelle er 7,8 kHz, idet dette er nøyaktig det resiproke av 128 (xs. Denne tidsinndeling mottas fra en ytre tidskilde, og fra multivibratoren 47 leveres en ufor-sinket utgang til utgangen 48 og en forsinket utgang til utgangen 49. På ledning 48 leveres et binært EN til OG-porten 67 for å bevirke portstyring ut av de binære tellere ved slutten av en prøveperiode; denne multivibrator leverer et binært NULL i de siste 2 |xs av en prøveperiode for å hindre tilbakestilling av telleren før ut-lesning. Med andre ord blir den ikke forsinkede utgang av tidspulser av 2 [xs levert til OG-porten 67 som portstyrer utlesningen av tidsbølgegeneratoren 5, mens den forsinkede utgang 49 fra multivibratoren 46 leveres til OG-porten 50 for å sikre at der ikke kan skje noen tilbakestilling av tellerne under utlesningen. Linje Q representerer 7,8 kHz inngangen til multivibratoren 45 (så vel som tømmepulsen for utladning av kondensatorene for holdekretsene 3 og 77) med forkantene av pulsene på linje Q som definerer 125 |xs prøveperioden ved denne utførelse. Linjen R viser de ikke forsinkede pulser som leveres i multivibratorens 46 utgang 48, idet de positive for-kanter av hver av disse pulser ved hjelp av OG-porten 67 bevirker at tidsbølgegenera-torene blir portstyrt til riktig tid, mens multivibratorens 46 utgang 49 har en komplementær utgang for 2 jxs pulser, som angitt på linje S. Da sistnevnte pulser er negative i stedet for positive, vil den positive del av hver puls på linje S inntreffe 2 [xs efter de positive deler av pulsene på linje R. På linje S skapes der derfor en meget «bred» bølgeform som er omtrent 126 (xs bred, i løpet av hvilken tid tellerne kan settes igang påny som reaksjon på pulser som passerer gjennom OG-porten 50 som følge av en ny maksimumspuls som mottas i løpet av prøveperioden. Linje T representerer multivibratorens 97 utgang, hvis pulser bevirker tilbakestilling av tellerne ved slutten av hver suksessiv prøve-periode, som beskrevet nedenfor.

De 2 |xs brede pulser som opptrer i multivibratorens 41 utgang 43, leveres til dioden 44 i OG-porten 50. Den forsinkede utgang 49 fra multivibrator 46 påtrykkes dioden 45 i OG-porten 50. Denne port brin-ger således sammen den inngangsinforma-sjon som er basert på tilstedeværelsen av en maksimumspuls som opptrer innenfor en 128 |is prøveperiode, og de forsinkede tidspulser fra multivibratoren 46, som selv-følgelig er basert på de 7,8 kHz pulser fra den uavhengige tidskilde. Hver gang pulser fra multivibratoren 41 (fig. 5, linje O) faller sammen med de brede positive pulser fra multivibratoren 46 (fig. 5, linje L), hvilket vanligvis er tilfelle, vil en puls slip-pes gjennom en OG-port 50 til dioden 53 i ELLER-porten 54. Da hver puls som opptrer på en ELLER-ports inngang, vil ankomme på dens utgang, vil pulsen gå over lederne 55 til hver av tellerne 56—59 for den fire-trinns binære teller 60 for å bevirke at den tilbakestilles på den måte som er vist på linje P. Hvis imidlertid en puls fra multivibratoren 41 faller sammen med den negative puls som opptrer ved slutten av linje S, kan ingen tilbakestilling av tellerne finne sted. På denne måte blir tilbakestil-lingen av tellerne hindret i å finne sted under utlesingen ved at denne negative puls faktisk representerer den tid da OG-porten 67 portstyrer ut-tellerne som følge av pulsen fra den uforsinkede utgang 48. Legg merke til den høyre ende av linje R og S.

Utgangen fra hver teller leveres til summeringsnettverket 61, og på grunn av differansefrekvensene og de forskjellige vekter som er tildelt hver frekvens, skapes der en trinnformet spenningsbølge, som nevnt foran. Det ses således at med 125 kHz inngangen har tellerne 56—59 skapt trinn som er 8 [xs brede (det resiproke av 125 kHz), hvor seksten trinn av denne bredde definerer en prøveperiode på 128 (xs.

Utgangen fra summeringsanordningen 61 leveres over ledningen 62 til transistorens 63 basis i en emitterfølger 64, idet denne brukes av hensyn til impedanstilpas-ningen. Transistorens 63 kollektor mottar en spenningstilførsel på f. eks. -18 V fra en ytre kilde, mens denne transistors emitter er forbundet med en motstand 65 som tjener som belastningsmotstand. Spenningen i summeringsnettverket 61 som øker negativt i diskrete spenningstrinn, som beskrevet tidligere, overføres til belastningsmotstanden 65. Emitterfølgeren 64 leverer således den trappetrinnformede bølgeform til OG-porten 67 som består av diodene 68 og 69. Dioden 68 mottar den ikke forsinkede utlesningspuls fra multivibratorens 46 utgang 48, og disse pulser bevirker at det diskrete spenningsnivå som sist ble levert fra tellerne til diode 69, portstyres ut ved slutten av hver prøveperiode som et mål for ankomsttiden for den maksimale ampli-tudepuls ved inngang 1 i løpet av denne prøveperiode.

Det spenningsnivå som er representert ved trappetrinnets amplitude ved slutten av prøveperioden, portstyres derfor ut til emitterfølgeren 71 som brukes til impedanstilpasning, idet sistnevnte anordning prinsipielt er sammensatt av transistoren 72 og basis- og emittermotstandene 73 og 74. Fra emitterfølgeren 71 dirigeres signalet gjennom kondensator 75 som fører de negative signaler til jordnivå. Dette er nød-vendig fordi holdekretsen 77 bare vil slippe gjennom positive pulser. Motstand 76 sør-ger for en utladningsvei for kondensatoren 75.

Holdekretsen 77 omfatter en diode 78 og en kondensator 79 og tjener til å fastholde konstant spenning, inntil et tidspunkt da den lagrings-tømme-generator-puls som angir slutten av en prøveperiode, kommer fra en ytre kilde ved tømme-puls-inngangen 93. Det ligger innenfor oppfinnelsens område å anvende hver sådan krets som vil holde spenningen for de portstyrte ut-pulser tilnærmet konstant. Ved vanlig bruk kan spenningen falle gradvis med en hastighet som innfører mindre enn 5 pst. forvrengning i det endelige frembragte stemme- eller videosignal. Det vil bemerkes at holdekretsens 77 inngang for en tidsvarighet på mange prøveperioder vil være en seriekjede med pulser, hvis amplitude representerer den tidsramme innenfor hvilken maksimum amplitudepulsene opptrer, og derfor tjener tøl å omforme pulsstillingsmodulasjonen til pulsamplitudemodulasjon. Disse pulser vil ha bredder på 2 us og en innbyrdes avstand på 128 ^s. Det er for-målet med holdekretsen 77 å myke opp de åpne områder for å lette filtreringen i audiokretsene.

Fra holdekretsen 77 sendes signalet til emitterfølgeren 81 som er av samme type som emitterfølgeren 32, og anvender transistorer 82, 83 og 84 som gir en høyere impedans til kondensatoren 79 for å redu-sere dens utladning under prøveperioden. Transistorens 82 basis er innrettet til å motta fra holdekretsen den puls, hvis amplitude er proporsjonal med rammen for den prøveperiode som inneholdt maksi-mumpulsen. Emitterfølgerens 81 utgang tas over belastningsmotstanden 85, og sendes ut til utgangen 86 til audiokretsene for rekonstruksjon av talebølger.

Ved slutten av hver prøveperiode vil således den restspenning som finnes på linje P, fig. 5, være et mål for den tidsramme som inneholdes i pulsen med den store amplitude innenfor den spesielle prøveperiode, og for en tidsvarighet på flere prøveperioder kan det ses at disse holdespenningsnivåer vil opptre som en økende og avtagende trappetrinnformet bølgeform, som vist ved linje K, fig. 3.

Et tømmekretsarrangement anvendes for hurtig tømming av kondensatoren 79 umiddelbart før mottaking av den neste portstyrte utgangspuls fra tellerne og for å utlade kondensatoren 30 ved slutten av hver prøveperiode. Kondensatorens 79 tøm-mekrets 90 omfatter prinsipielt transistoren 94 og motstanden 95. Når transistorens 94 basis mottar en tømmepuls fra tømmepulsinngangen 93, begynner transistoren 94 å lede og utlader kondensator 79 som har lagret det spenningsnivå som representerer det portstyrte spenningsnivå fra tellerne. Det er viktig å merke seg at denne tømmekrets vil gjøre det mulig for kondensatoren 79 å oppta den riktige ladning som representerer den neste puls-periode som kommer på tale, således at denne kondensator kan tjene til å jevne ut de ellers tomme rom som ville opptre mellom suksessive nivåer.

Som nevnt tidligere må kondensatoren 30 utlades ved slutten av hver prøveperiode for at den igjen skal bli ladet i den utstrek-ning som er nødvendig for å markere de maksimalpulser som opptrer i den neste prøveperiode. Med dette for øye er der sør-get for en tømmekrets 40 som er meget lik tømmekretsen 90 og også er adskilt fra den samme tømmepulsinngang 93. Tømmekret-sen 90 omfatter i prinsippet den tidligere nevnte transistor 31 og motstanden 90. Transistoren 31 er normalt ikke-ledende og bryter derfor kretsen, men når basis i denne krets mottar en tømmepuls, begynner transistoren straks å lede og blir en kortslutning og bevirker en utladning av kondensatoren 30.

Motstanden 91 og kondensatoren 99 er anordnet for å differensiere tømmepulsinn-gangen. Dette er gjort fordi en sådan inngang kan være av en bredde på 8 |xs, og den differensieres for å skaffe en meget sma-lere og således mere tilfredsstillende inngang til basis for de transistorer som gjen-nomfører tømmefunksjonen.

Multivibratoren 97 har en oppgave som er nødvendig for tilfredsstillende drift av detektoren for maksimal sannsynlighet. Det er viktig at den fire-trinns binære teller blir tilbakestilt ved slutten av hver prøveperiode, og til dette formål anvendes multivibratoren 97 som på sin inngang mottar den forsinkede utgang 49 fra multivibratoren 46. Multivibratoren 97 leverer en 2 [is forsinkelse og dirigerer en forsinket puls til ELLER-portens 54 diode 98. Denne ports diode 44 har selvfølgelig mottatt utgangen fra OG-porten 50, hvilket representerer nye maksimumspulser. Multivibratoren 97 utfører derfor den nødvendige funksjon å tilbakestille fire-trinns telleren ved slutten av hver suksessiv prøveperiode.

Følgende komponenter er funnet særlig egnet for kretsen ifølge fig. 4, men er bare angitt som eksempler og uten å begrense oppfinnelsen. Diode 2 - 1N198; kondensator 30 - 470 pF; transistorene 31, 33, 34, 35 - hhv. 2N706, 2N338, 2N338, 2N526;

kondensator 38 - 3300 pF; motstand 39 -

1000 ohm; diodene 44, 45, 56 - 1N198; motstander for summererens 61 trinn 1 (teller 56) - 8 kohm, trinn 2 teller 57) - 4 kohm,

trinn 4 (teller 58) - 2 kohm, trinn 8 (teller

59) - 1 kohm og summeringsmotstand - 22

kohm; transistor 63 - 2N396; motstand 65 -

1 kohm; dioder 68 og 6a - 1N198; transistor 72 - 2N396; motstander 73 og 74 - hhv. 18 kohm, 470 ohm; kondensatorer 75 og 79 - 0,1 (xF, 470 pF; diode 78 - 1N198; transistorer 82, 83, 84, 94 - hhv. 2N338, 2N338, 2N526, 2N706.

På fig. 4 er vist i detalj konstruksjonen av generatoren for den trappetrinnformede bølge som anvendes som tidsbølge ved denne spesielle utførelse av oppfinnelsen.

Den lineære tidsbølgetype som er vist på

fig. 2, kan lett genereres ved hjelp av velkjente elektroniske anordninger. Den blok-keringstype av sveipekretser som er beskrevet på side 228—232 i Millmann og

Taub: «Pulse and Digital Circuits», Mc-Graw-Hill and Company, 1956, er f. eks. tilfredsstillende sammen med elektronrør, og

de blokkeringstyper av sveipekretser som

er beskrevet på side 209—214 i Strauss: «Wave Generating and Shaping», Mc-Graw-Hill and Company, er tilfredsstillende sammen med transistorer. Imidlertid

er mange andre velkjente kretser også anvendelige.

Elektronrør-katodefølgere kan brukes

til isolasjon og impedanstilpasning, hvor

dette er nødvendig, og i praksis kan alle

aktive kretser lett dupliseres med velkjente

elektronrørkretser. På lignende måte kan

der anvendes kretser som stiller mindre

strenge krav enn de som ble oppstillet ved

den ovenfor beskrevne utførelse og som

eliminerer flere komponenter og kretser

som er medtatt for å møte slike strenge

krav, som f. eks. emitterfølgerne.

Claims (4)

1. Demodulator for uttrekning av informasjoner av en strøm av stillingsmodu-lerte inf ormas jonspulser, inneholdende en

anordning for mottagning og suksessiv lagring av hver stillingsmodulert informasjonspuls når en sådan ankommer, karakterisert ved en tidsanordning for bestemmelse av ankomsttiden for hver av inf ormas jonspulsene i forhold til på for- hånd fastlagte tidsreferanser ved at der anordnes en tidsbølgegenerator, hvis tids-bølge varierer i amplitude på forutbestemt måte med tiden, og som setter i gang en ny tidsbølge ved ankomsttiden for enhver puls som i en referanseperiode (tidsavstan-den mellom to suksessive tidsreferanser) er større enn en hvilken som helst forut-gående puls (f. eks. en støypuls) i samme periode, og en innretning for ved enden av hver tidsreferanseperiode gjennom en port å frigi en spenning som representerer amplituden av tidsanordningens tidsbølge ved slutten av hver referanseperiode, hvilken amplitude står i direkte avhengighetsfor-hold til ankomsttiden for den største puls i hver periode.

2. Demodulator i henhold til påstand 1, karakterisert ved en innretning (8) for tømning av lagringsanordningen ved slutten av hver referanseperiode.

3. Demodulator i henhold til påstand 1 eller 2, karakterisert ved at den tidsbølge som frembringes av tidsbølge-generatoren, er en lineær bølge som frembringer en sammenhengende rekke av ut-gangsspenningsverdier for å reprodusere enten kontinuerlig variable eller kvantiserte puls-stillings-modulerte signaler.

4. Demodulator i henhold til påstand 1 eller 2, karakterisert ved at den tidsbølge som frembringes av tidsbølge-generatoren, er en trappetrinnbølge med et helt antall innbyrdes like spenningstrinn i hver referanseperiode, hvilken tids-bølge frembringer et helt antall innbyrdes adskilte utgangsspenningstrinn for repro-duksjon av kvantiserte pulsstillings-modulerte signaler.