Einrichtung zur Übertragung eines eine Mehrzahl -von in Gruppen angeordneten Verkehrswegen umfassenden Frequenzbandes über ein gemeinsames Übertragungsmittel. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Übertragung eines eine Mehr zahl von in Gruppen angeordneten Verkehrs wegen umfassenden Frequenzbandes über ein gemeinsames Übertragungsmittel.
Die Erfindung bezweckt die Erhöhung der Anzahl Wellenübertragungsverkehrs- wege, die sich innerhalb eines gegebenen Fre quenzbereiches unterbringen lassen, ohne da bei eine nachteilige Beeinflussung der Über tragungsqualität zu bewirken, und zwar bei g:eichzeitiger Erhöhung der Wirksamkeit der frequenzauswählenden Vorrichtungen.
Bei Trägerwellenfernmeldeanlagen, in de nen eine Mehrzahl von Hochfrequenzzeichen- bändern über einen gemeinsamen Stromkreis übertragen werden, ist es unter dem Gesichts punkt der wirksamsten Ausnützung des vom Stromkreis übertvagbaren Frequenzbereiches wünschenswert, dass das Frequenzintervall zwischen den verschiedenen Zeichenbändern so klein als möglich ausfalle. Mit den gegenwär tig zur Verfügung stehenden Apparaten und Stromkreisen ist eine vollständige Eliminie rung des zwischen den Bändern liegenden nutzlosen Bereiches nicht möglich.
So hat zum Beispiel der Mangel an Selektivität der zum Trennen der verschiedenen Frequenz bänder in den Endstationen benützten Filter apparate zum vornherein eine bestimmte: Grenze geschaffen. Ein idealer Filter würde bekanntlich für das von ihm durchzulassende Zeichenfrequenzband keine Dämpfung besit zen, während es für alle ausserhalb dieses Bandes liegenden Frequenzen eine unendliche Dämpfung haben würde. In Wirklichkeit ist jedoch bei allen Filtern die Dämpfung im ausgewählten Band nicht Null, und selbst bei sehr weit von diesem Band wegliegenden Frequenzen, obschon relativ hoch, doch immer noch endlich, und sie steigt von den beiden Grenzfrequenzen des Bandes nur allmählich an.
Deshalb werden in einer Mehrfachanlage, in der das Frequenzintervall zwischen den Bändern sehr klein ist, Wellen nahe den Rän dern eines Bandes bis zu einem gewissen Grad von den Empfangsfiltern eines benach barten Verkehrsweges durchgelassen, und es wird Interferenz eintreten.
Ähnlich wird, \nenn mehrere Verkehrswege über eine ge meinsame Leitung geführt werden, jeder Ver- kehrswegfilter nicht nur das gewünschte Zei chenband, sondern Ober- und unterhalb dieses Bandes auch unerwünschte Wellen durchlas sen, zum Beispiel einen Teil eines zu unter drückenden oder in entgegengesetzter Rich tung zu übertragenden Zeichenseitenbandes oder Zeichens von benachbarten, parallel geschalteten Verkehrswegen.
Beim Versuche, die Verkehrswege sehr r:ahe aneinander zu legen, zeigt sich ein wei terer Nachteil. Sind nämlich eine Anzahl Filter in einer Sendestation parallel an einen gemeinsamen Ausgangsstromkreis angeschlos sen, so kann die vom Filter eines Verkehrs weges dem Filter eines benachbarten Ver kehrsweges gebotene Impedanz sehr niedrig und innerhalb dem vom letzteren durchgelas senen Band unregelmässig sein.
Da jeder Filter einer ganz bestimmten Impedanz angepasst ist, können Reflexions erscheinungen und Verzerrungen auftreten, besonders bei Frequenzen in der Nähe der Ränder der Wellenbänder. In einer Emp fangsstation können ähnliche Verzerrungen auftreten. Ein Wellenband innerhalb eines gegebenen Frequenzbereiches, welches in einer Gruppe parallel geschalteter Empfangs filter ankommt, wird vom Filter des entspre chenden Empfangsverkehrsweges aufgenom men.
Gleichzeitig kann jedoch Reflexion auf treten, da die diesem Filter gebotene Impe danz zufolge der innerhalb seines durchgelas senen Bandes relativ niedrigen Impedanz der Filter in den benachbarten Frequenzverkehrs- wegen, geändert werden kann. Die daraus entstehende Verzerrung kann die Übertra gungsqualität ernstlich herabsetzen. In einer erfindungsgemässen Einrichtung jedoch, kann das Frequenzintervall zwischen benachbarten Verkehrswegen erheblich ver kleinert werden, ohne dass die oben kurz er wähnten Nachteile zu befürchten sind.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist da durch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Verkehrswege im Frequenzspektrum der art untergebracht sind, dass diejenigen einer Gruppe zwischen denjenigen einer andern Gruppe liegen, und jede Gruppe von den übrigen isoliert, jedoch zum Zwecke der Energieübertragung mit einem gemeinsamen Übertragungsstromkreis verbunden ist.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Erfindung ebenso gut zur Herabsetzung der Selektivitätsanforderungen der Auswählvor- richtungen benutzt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung, sowie Detailvariante dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Anordnung eines Sendestrom kreises einer Trägerwellenübertragungsanlage, in der aufeinanderfolgende Modulationsstufen und aufeinanderfolgende Demodulationsstu- fen verwendet werden; die Fig. 2 zeigt den dem Sendestrom kreis der Fig. 1 zugeordneten Empfangs stromkreis;
die Fig. S; und 4 zeigen zwei andere Ty pen von Gruppenisoliermitteln; die Fig. 5 zeig; die Charakteristiken dar frequenzselektiven Vorrichtungen, welche in den Verkehrswegen der ersten Modulations- stufe und der zweiten Demodulationsstufe der genannten Anlage benützt werden, und die Fig. 6 zeigt die Charakteristiken der fre- quenzselektiven Vorrichtungen,
die in den zweiten Modulationsstufen und in den ersten Demodulationsstufen der genannten Anlage zum Durchlassen von Gruppen von doppelt modulierten Wellen benützt werden.
Fig. 1 zeigt schematisch die Endstation zum Umsetzen der Wellen in einer Mehrzahl von Niederfrequenzstromkreisen in ihre ent sprechenden .Stellungen in einem breiten Zei- chenwellenfrequenzspektrum, welches zur Übertragung benützt wird. Die Frequenz- umsetzung wird in zwei Stufen durchgeführt. Die Niederfrequenzstromkreise werden zuerst in eine Mehrzahl von Gruppen A, B, C etc. aufgeteilt.
Innerhalb jeder Gruppe werden die Zeichenwellen nach den entsprechenden Stellungen in einem Trägerzeichenfrequenz- band verschoben. Diese verschiedenen Grup pen von Trägerzeichen werden hierauf als Gruppen nach entsprechenden Stellungen in einem noch weiteren Frequenzband verscho ben und der Übertragungsleitung zugeführt.
Innerhalb jeder Gruppe, z. B. in Gruppe A, mögen beispielsweise 60 Niederfrequenz- leitunuen 11, 12 etc. vorhanden sein, die sich z ur !bertra unL, von Telephon-, Telegraph- l# t2 andern Zeichenwellen eignen.
Für jede dieser Leitungen ist ein individueller Modu- lator 3,1 irgend einer geeigneten Type vor gesehen, mittelst welchem die Zeichenwellen mit entsprechenden Hochfrequenz- oder Trä gerwellen, die durch entsprechende Generato ren G1, G2 etc. geliefert werden, gemischt werden. Zweckmässigerweise werden Xiodula- toren verwendet. bei denen die Trägerwelle unterdrückt wird, z. B. solche der im ameri kanischen Patent Nr.<B>1343306</B> beschriebenen Art.
Die Frequenzen der Trä.gerwellengene- ratoren lassen sich dadurch genau einhalten, dass man sie mit einer gemeinsamen Grund frequenz steuert, und zwar vorteilhaft gemäss der im amerikanischen Patent Nr.<B>1773901</B> gezeigten Weise. Für die Übertragung von Sprechwellen mag ein Frequenzband von 250 bis 2750 Hertz benötibt werden.
Die Band filter CBFl, CBF2, welchen die zwei Zei- chenseitenbänder aus den vorangehenden Mo- dulatoren zugeführt: werden, sind demgemäss so bemessen, dass jede ein Band modulierter Trägerwellen von einer Bandbreite von 2500 Hertz übertragen kann. Das eine Seitenband, v orzugsweise@ das obere, wird unterdrückt, um diesen Frequenzbereich für andere Ver kehrswege frei zu halten. Als Filter sollen vorzugsweise solche benützt werden, bei denen piezoelektrische Kristalle verwendet werden.
Es kann jedoch irgend welche an dere geeignete Filtervorrichtung benützt wer den. Der Frequenzabstand der Trägerwellen soll beispielsweise 4000 Hertz sein. Mit einem solchen Abstand und mit einer niedrigsten Trägerfrequenz von 263 Kilohertz und einer höchsten Trägerfrequenz von 499 Kilohertz, sind 60 Verkehrswege möglich.
In jeder Gruppe sind zwei Sammelschie nen CB1 und CB2 vorgesehen. Jeder dieser Sammelschienen sind Bandfilter in wech selweise aufeinanderfolgenden Frequenzver- kEhrswegen beigeordnet.
Beispielsweise sind die Ausgangsklemmen der Filter CBFI., CBF3, CBF5 parallel an die Schiene CBl angeschlossen, während die Klemmen der Filter CBF2, CBF4, CBF6 etc. parallel an die Schiene CB2 angeschlossen sind. Zeichen von der ersten Schiene werden über einen Röhrenverstärker Al nach einer der Grup- penausgangsleitungen Ll, <I>L2</I> etc. übertragen.
Zeichen von der andern Schiene werden über einen ähnlichen Verstärker A2 nach der glei- cl,.en Ausgangsleitung übertragen. Ausser dem kann ein Nebenschlusswiderstand in Brücke zum Eingangsstromkreis der Verstär ker vorgesehen werden, um dadurch eine pas sende Abschlussimpedanz für die Filter zu erhalten.
Die Wellenwiderstandfrequenzkurven der an die Sammelschienen CBl und CB2 an geschlossenen Filter sind in Fig. 5 darge stellt. Die Frequenz ist längs der horizon talen Achse aufgetragen, während die Ab= schlussimpedanz längs der vertikalen Achse aufgetragen ist. Die Zeichenbänder in jeder der zwei Gruppen sind durch zwei Reihen schraffierter Rechtecke dargestellt, welche voneinander, wie aus Fig. 1 ersichtlich, um 5500 Hertz getrennt sind. Ein Filter in einem Verkehrsweg, z.
B. der Filter CBF11, hat nur wenig Einfluss auf das vom Filter CBF13 des nächsten parallel angeschlossenen Verkehrsweges austretenden Zeichenbandes. Bei der niedrigsten Frequenz dieses letzteren Bandes ist, wie ersichtlich, der Wellenwider stand des Filters CBFll hoch, und dieser Fil ter hat deshalb einen vernachlässigbaren Ein fluss auf die dem Filter des benachbarten Ver kehrsweges gebotene Impedanz. Ein ähn licher Zustand herrscht in der durch die un- tere Reihe von Rechtecken dargestellten Gruppe.
Da die Röhrenverstärker A1 und A2 in den von den Sammelschienen abzweigen den Leiter eingeschaltet sind, werden die Zeichen vom Filter CBF13 oder irgend einem andern Filter dieser Gruppe durch die Filter der andern Gruppe,<I>z. B.</I> CBF12 und CBF14, nicht beeinflusst. Diese Zeichen treffen auf eine praktisch gleichförmige Austrittsimpe- danz in den Elektronenröhren des Verstärkers A2. An Stelle der Verstärker kann irgend eine Vorrichtung mit unipolarer Leitfähig keit benützt werden, da diese für Reflexion undurchlässig ist.
Wenn die Grenzlinien der Filtercharak teristik derart ansteigen, dass eine gefährliche LTberlappung der Filtercharakteristiken ein treten würde, obschon die Verkehrswege in jeder Gruppe um mehr als einen Verkehrsweg voneinander entfernt wären, so könnten drei oder mehrere Gruppen gebildet werden, von denen jede durch einen Verstärker von der andern getrennt ist, und von dencn jede nur jeden dritten oder höheren Verkehrsweg ent halten -würde.
Dies würde ein Frequenzinter- vall zwischen den Verkehrswegen ergeben, das mehrere Male breiter als die Breite eines einzelnen Verkehrsweges ist und würde ent weder die Verwendung weniger selektiver Filter zulassen oder eine höhere Trennschärfe zwischen den Verkehrswegen liefern.
Wären diese gleichen Filtergruppen alle parallel an eine einzige Sammelschiene an geschlossen, so würden ganz andere Verhält nisse vorliegen. Überlagert man die Charak teristiken zweier Filtergruppen, wie in Fig. 5, so zeigt es sich, dass .durch das Überlappen dieser Charakteristiken die Zeichen vom Fil ter<I>CBF13</I> zum Beispiel ernsthaft verzerrt würden. Sie könnten besonders an den obern und untern Frequenzen durch die Filter CBF12, CBF14, deren Impedanzen nicht nur über. das ganze Impedanzband zwischen den Filtern niedrig ist, sondern ausserdem über dieses Band nicht gleichmässig ist, durch Ne benschluss beeinflusst werden.
Dieser Neben schlusseffekt ist ganz und gar unerwünscht, und wenn Verzerrung auftritt, so kann diese nicht nur durch .die Verstärkung allein be hoben werden, sondern es wird in diesem Falle ein Entzerrer erforderlich sein.
Die Fig. 1 zeigt ferner bei T einen Strom kreis zur Umsetzung des weiten Bandes von einfach modulierten Trägerwellen, die aus den verschiedenen gleichartigen Gruppen A, B, C usw. über die Leitungen L1, <I>L2, L3</I> ete. ankommen nach ihrer entsprechenden Stel lung in einem Trägerfrequenzbereich und schliesslichen Weiterleitung nach einer Über tragungsleitung LE. Die für diese zweite Modulationsstufe benötigte Einrichtung kann ähnlich derjenigen der ersten .Stufe ausgebil det sein,
ausgenommen natürlich in bezug auf die Lage dieses Frequenzbereiches im Frequenzspektrum. Das jedem Modulator M' zugeführte Wellenband erstreckt sich im dar gestellten Ausführungsbeispiel von 260,25 bis 498,75 Kilohertz. Bei einem Frequenzabstand 240 Kilohertz der Frequenzen der Träger wellengeneratoren Cl, C2 etc., ist .das Fre- ciuenzintervall zwischen dem obern Band einer umgesetzten Gruppe und dem untern Band einer benachbarten Gruppe gleich wie zwischen den Bändern innerhalb der Grup pen, das heisst 1500 Hertz.
Die Austritts lcistung dieser zweiten Stufe wird daher ein Vielfaches von Zeichenbändern sein, deren jedes 2500 Hertz breit und von benachbarten Übertragungswegen durch ein Frequenzinter- vall von 1500 Hertz getrennt ist. Die Fre quenz der Trägerwelle der untersten Gruppe beträgt 1080 Kilohertz. Wenn die höchste Trägerfrequenz gleich 5160 Kilohertz ist, können achtzehn Gruppen untergebracht wer den. Die für Gruppen von Bändern durch lässigen Filter GBF1, GBF2 usw. sind so bemessen, dass nur die untern der erzeugten Seitenbänder durchgelassen werden.
Vorzugs weise sind diese Filter gemäss der in der ame rikanischen Patentschrift Nr. 1227113 be schriebenen Type ausgeführt.
Die Gruppenmodulatoren <B>31'</B> sind in zwei Gruppen unterteilt, zu denen wechselweise aufeinanderfolgende Frequenzverkehrswege gehören. Die Ausgangsfilter GBFI, GBF3 etc. sind mit der Sammelschiene TCB1 ver bunden, während die Filter GBF2, GBF4 usw. an die Sammelschiene TCB2 angeschlos sen sind.
Die erste Gruppe ist an einen Röh renverstärker A3 angeschlossen und die zweite an einen ähnlichen Verstärker _9.1. Als Abschlussimpedanz kann wiederum ein Nebenschlusswiderstand benützt werden. Diese Verstärker können direkt mit der 1_ibertragungsleitung LE oder über einen Iiraftverstä.rker A5 mit dieser Leitung ver bunden werden.
Zur wirksamen Übertragung von Frequenzen von der Grösse von 5000 Kilo hertz wird vorzugsweise ein Paar koaxialer Leiter verwendet, welche zweckmässigerweise den im amerikanischen Patent Nr. 178112-1 dargestellten Aufbau besitzt.
Für die vorlie gende Erfindung ist es nicht erforderlich, dass die Verkehrswegmodulationsstromkreise und die Gruppenmodulationsstromkreise un mittelbar aufeinanderfolgen, sondern die Lei tungen L1, <I>L2</I> usw. können Übertra,gungslei- tungen mit koaxialen Leitern oder Übertra gungsleitungen irgend welcher passender Art sein.
Die Fig. 6 zeigt die typischen Wellen widerstandsfrequenzkurven der für Gruppen- binder durchlässigen Filter GBF1, GBF2 usw. Zum Zweeke der vorliegenden Beschrei bung sind vier Zeichenbänder, welche durch schraffierte Rechtecke dargestellt sind, in ,jeder Gruppe angenommen worden, obschon gemäss dem beschriebenen Ausführungsbei spiel in jeder der Gruppen<I>A, B,</I> C 60 Ver kehrswege vorhanden sind.
Durch die wech selweise Gruppierung besteht ein weiter Fre- quenzabstand zwischen den Gruppen von Ver hehrswegen, die an die beiden .Sammelschie- üen angeschlossen sind. Die Fig. 6 zeigt, dass die Impedanz der Filter, z. B. diejenige des Filters GBF5, in diesem Frequenzintervall rasch ansteigt.
Selbst bei der niedrigsten Frequenz der durch den Filter GBF7 durch gelassenen Gruppe ist der Wellenwiderstand des Filters GBF5 so hoch, dass praktisch keine Nebenschlusswirkung vorhanden ist. Dasselbe gilt für den Filter GBF6 für die höchste Frequenz dieser Gruppe. Mittelst der Röhrenverstärker A3 und A4, welche die beiden Sammelschienen mit der gemeinsamen Übertragungsleitung verbinden, wird der Nebenschlusseffekt eines Filters einer Gruppe auf die Zeichen einer an die andere Sammelschiene angeschlossene Gruppe behoben.
Diese Trennung der Gruppen ist mit derjenigen, die durch die Verstärker Al und AZ in den Verkehrswegstromkreisen be wirkt wird, identisch. Vorzugsweise werden die Verstärker als Gegentaktverstärker aus gebildet und kapazitiv gegen Rückkopplungs- wirkungen ausgeglichen.
Wenn die Gruppenbandfilter der zwei ('Truppen mit derselben Sammelschiene ver bunden werden, so wäre der Einfluss der Zei chen in benachbarten Frequenzgruppen be deutend grösser. Wie durch die gestrichelter. Linien in Fig. 6 gezeigt wird, ist die Impe danz eines Gruppenfilters, z. B. GBF6, in den Frequenzbereichen der unmittelbar dar über und darunter liegenden Gruppen sehr niedrig, und es würde deshalb eine Verzer rung eingeführt, die insbesondere in den Fre quenzbändern an den Rändern dieser Gruppe: auftreten würde.
In Fig. 2 ist ein Empfangsabschluss- stromkreis zum Auftrennen der über die Übertragungsleitung LE ankommenden Trägerfrequenzzeichen und zur Umwand lung dieser Zeichen in Telephonfrequenzen zwecks Abgabe .dieser Frequenzen an eine Diehrzahl von Telephonstromkreisen darge stellt. Die erste Stufe oder Gruppentrennung und Demodulation findet in der Einrichtung Tr statt.
Jede getrennte und demodulierte Gruppe wird hierauf vollständig in ihre Zei- chenbänderkomponenten zerlegt, welche hier auf vollständig demoduliert werden. Die Gruppierung dieser Empfangsstromkreise kann gleich derjenigen der Sendestromkreise sein, das heisst wie dargestellt, obschon dies nicht erforderlich ist. Diese Anordnung ist jedoch vorteilhaft, indem die Verwendung einer gemeinsamen Trägerwellenquelle zur Modulation und Demodulation benützt wer den kann, so dass die Anzahl der verschie- denen Trennstromkreise herabgesetzt werden kann.
Zeichen von der Leitung LE gelangen über einen Verstärker A6 und zwei Übertra gungswege mit den Verstärkern A7 und A8 nach den entsprechenden Verteilungsschienen BDBl bezw. RDB2. Die banddurchlässigen Filter GBF'l, GBF'3 usw., welche an die Schiene BDBl angeschlossen sind, wählen die einen der wechselweise aufeinanderfol- genden Frequenzgruppen, die von der Lei tung LE der Verteilungsschiene zugeleitet werden, aus, während die Filter GBF'2,
GBF'4 usw., welche mit der Verteilungs schiene RDB2 verbunden sind, die andern der wechselweise aufeinanderfolgenden Frequenz gruppen auswählen. Jedem Gruppenfilter folgt ein Demodulator<I>DM',</I> der vorzugsweise gemäss dem amerikan. Patent Nr. 1343306 ausgebildet ist. Die Demodulationswellen werden den Hochfrequenzgeneratoren C'1, C'2 usw. entnommen.
Ihre Frequenzen kön nen gleich sein wie die der entsprechendere Trägerwellen in den Modulationsstromkrei- sen. Die von den Demodulatoren<I>DM'</I> im dargestellten Ausführungsbeispiel abgegebe nen Wellen stellen 60 Trägerwellenzeichen- Verkehrswege dar, die zwischen den Fre quenzen 260,25 und 498,75 Kilohertz liegen.
Die Charakteristiken der verschiedenen Gruppenfilter GBF'1, GBF'2 usw. können gleich denjenigen der Filter GBFI, GBF2 usw., die in Fig. 6 dargestellt sind, sein. In folge des grossen Frequenzabstandes der Gruppen, die an die beiden Schienen ange schlossen sind, besteht, praktisch gesprochen, für ,die Zeichen in einer Frequenzgruppe keine Gefahr der Beeinflussung durch die Bandfilter benachbarter, an die gleiche Schiene angeschlossener Gruppen.
Zum Bei spiel besteht für die Zeichen, welche über den Verstärker<I>A7</I> nach dem Filter GBF'7 gelangen, keine Gefahr, dass sie durch die Filter GBF'6 und GBF'8 des benachbarten Frequenzübertragungsfilters durch Neben schluss beeinflusst werden könnten, da die letzteren durch den Verstärker A8 isoliert sind. Die Dämpfungsanforderungen für die (Truppenfilter können bedeutend herabgesetzt werden, da. die schliessliche Trennung in die einzelnen Verkehrswege durch die Verkehrs wegfilter erfolgt.
Gleichzeitig verhindern die Verstärker die gegenseitige Beeinflussung zwischen Gruppenstromkreisen, welche nor malerweise zu einer Verbreiterung der Dämp- fungscharakteristik führen würde.
Der Verlauf der Trägerwellen des Träger wellenbandes, welches den Gruppen A', B', C' usw. der Verkehrswegstromkreise zuge führt wird, ist ähnlich dem Verlauf der Gruppen von Bändern durch den Stromkreis In Gruppe A' zum Beispiel, werden die ankommenden Wellen den zwei Verstärkern Q19 und A10 aufgedrückt, von denen der erste an die Verteilungsschiene DBl und der zweite an die Verteilungsschiene DB2 ange schlossen ist.
An die Schiene DBl sind die Filter CBF'l, CBF'3 usw. der einen der wechsel weise aufeinanderfolgenden Frequenzver- kehrswege angeschlossen. Die verbleibenden Verkehrswege sind über die Filter CBF'2, CBF'4 usw. an die zweite Schiene DB2 an geschlossen.
Die nachfolgenden Demodulato ren<I>DM</I> und die Hochfrequenzwellen G'1, G'2 usw., die daran angeschlossen sind, kön nen ähnlich den Elementen D11' der ersten Modulationsstufe ausgebildet sein und den entsprechenden Elementen G1, G2 der ersten Modulationsstufe. Die Niederfrequenzzeichen, die aus der zweiten Demodulationsstufe aus treten, können Telephonstromkreisen aufge drückt werden,
welche ähnlich wie im Falle der Fig. 1 nach einer Telephonamtsanlage führen können. Die banddurchlässigen Filter in den Verkehrswegstromkreisen der Emp- fangsabschlussstation werden zweckmässiger weise als piezoelektrische Kristallfilter aus gebildet, obschon natürlich ohne weiteres an dere Filter verwendet werden können.
In den Fig. 3 und 4 sind Stromkreise dargestellt, die an Stelle der Verstärkerstrom- kreise benützt werden können, welche zum Trennen der Gruppen der wechselweise auf einanderfolgenden Verkehrswege in einer Sende- oder Empfangsstation benützt werden. In Fig. 3 ist eine Widerstandsleitungsverlän- gerung 7, 8 in jeder der Gruppenzweige an Stelle eines Verstärkers eingeschaltet. Im Falle einer Sendestation sind die Leiter 9 der Verlängerung 7 und die Leiter 10 der Ver längerung 8 an die entsprechenden Sammel schienen, mit welchen die zwei Filtergruppen verbunden sind, angeschlossen.
Die Leitung 19 kann an die gemeinsamen Übertragungs leitungen L1, L2 der Ausführungsformen der Fig. 1 angeschlossen sein. Werden Zeichen eines bestimmten Frequenzbandes, z. B.. der Leitung 10, aufgedrückt, so werden sie durch die Widerstandsleitungsverlängerung 8 ge dämpft und gelangen über die Leitung 19 in die Übertragungsleitung. Die benachbar ten Frequenzverkehrswege der Gruppe sind an die Leitung 9 angeschlossen und die Fil ter, die sich in dieser Gruppe befinden, sind durch die Leitungsverlängerung 7 praktisch davon isoliert.
Obschon diese letzteren Filter zu einem Nebenschlusseffekt im Frequenz bereich des auf der Verlängerung & austre-@ tenden Bandes neigen, wird dieser Effekt durch die Dämpfung der Verlängerung 7 praktisch vernachlässigbar klein. Zum Bei spiel zeigte es sich, in einem besonderen Falle, dass eine Dämpfung von 15 Db. für die Verlängerungen 7, 8 befriedigende Resul tate ergibt. Die Isolationswirkung lässt sich auch anhand der reflektierten Wellen dar -stellen.
Eine Komponente der von der Ver längerung 8 austretenden Wellen geht über die Leitung 19, während eine andere Kom- ponente durch Verlängerung 17 hindurch geht, reflektiert wird und mit einem Energie niveau zurückkehrt, das wenigstens 30 Db. niedriger ist als dasjenige, mit welchem sie eintrat. Irgend eine Verzerrung in dieser re flektierten Welle durch die Wirkung des Fil ters, welcher an die Leitung 9 angeschlossen ist, hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf die resultierende Welle.
Es ist ohne weiteres ersichtlich; dass weitere zusätzliche Wider- standsleitungsverlängerungen an die Leitung 19 angeschlossen werden können, um andere Gruppen aufzunehmen, sollte infolge man gelnder Selektivität in den Filtern eine Auf- teilung der vorangehenden Stromkreise in mehr als zwei Gruppen erforderlich sein. In. ähnlicher Weise werden in einer Empfangs station Wellen, welche über die Leitung 19 ankommen, durch die Charakteristiken der Filtervorrichtungen, welche an die Leitungen 9 und 10 angeschlossen sind, im wesentlichen nicht beeinflusst.
Die Fig. 4 zeigt einen Differentialüber trager, der zum Trennen einer Gruppe von der andern dient. Die Leitungen 2', 22 und 23 sind mit einer künstlichen Leitung 24 zum Abgleichen der gemeinsamen Übertra gungsleitung 23 derart kombiniert, dass Zei chen nach oder von einer an einen der beiden Leiter 21 oder 22 angeschlossenen Filter gruppe durch die Filter der andern Gruppe nicht beeinflusst werden.
Es sei noch auf eine weitere Eigentüm lichkeit der beschriebenen Einrichtung hin gewiesen, die in der Bemessung der Träger und der Zeichenfrequenzen liegt. Neben den zwei Gruppen von Zeichenseitenbändern wer den durch Gruppenmodulatoren weitere, und zwar unerwünschte Modulationsprodukte er zeugt.
Solche Produkte dritter Ordnung be sitzen gewöhnlich ein verhältnismässig hohes Energieniveau und sind daher nur schwer zu unterdrücken. Ihre Lage im Frequenzspek- trum ist durch die Frequenz c der Träger welle und durch die höchste bezw. .die nied rigste Frequenz<I>f h</I> und<I>f</I> l bestimmt.
Die eine Gruppe von Produkten liegt innerhalb den Frequenzen<I>2c</I> -i- fla und<I>2c</I> + fl. Eine an dere liegt zwischen<I>c</I> -f <I>-</I> 2f1 und<I>c</I> -f- <I>2 f</I> lz und eine andere liegt zwischen.
c -I- fh <I>- f</I> l und <I>c - f h</I> + <B><I>f l.</I></B> Falls<I>f l</I> weniger als halb so gross ist als fli, so fallen diese Produkte in das gewünschte Zeichenband, welches, in einem niedrigeren Seitenbandsystem, zwi schen<I>c - f h</I> und<I>c - f l</I> liegt. Wenn das Verhältnis von<I>f h zu f l</I> genau gleich 2 : 1 ist, fallen diese Produkte nicht in das Zeichen band, sondern liegen an einer Seite desselben an. Die Dämpfung der Filter ist bei diesen Frequenzen nicht gross und daher können Wellen mit Leichtigkeit hindurchgehen.
Um die Produkte dritter Ordnung nach einer Fre- quenzstellung zu verschieben, in der der Fil ter sie wirksam unterdrücken kann, kann ein Verhältnis von etwas weniger als 2 : 1 ge wählt werden. Dementsprechend ist das Wel lenband, welches dem Modulator 111' der Fig. 1 zugeführt wird, auf ein 240 Kilohertz Band beschränkt, das sich von 260,2,5 bis 498,75 Kilohertz erstreckt, wobei diese' Grenzfrequenzen ein Verhältnis von 1,92- : 1 aufweisen.
In ähnlicher Weise ist es bei der Empfangsstation zu wünschen, dass die höchste Frequenz der demodulierten Gruppen weniger als zweimal die unterste Frequenz der Gruppen ist, um dadurch zu verhindern, dass Produkte _ dritter Ordnung in irgend einen der gewünschten Zeichenverkehrswege fallen.
Device for transmission of a plurality of frequency bands arranged in groups via a common transmission medium. The invention relates to a device for transmitting a plurality of traffic arranged in groups because of comprehensive frequency band over a common transmission medium.
The invention aims to increase the number of wave transmission routes that can be accommodated within a given frequency range without negatively affecting the transmission quality, namely with a simultaneous increase in the effectiveness of the frequency-selecting devices.
In carrier wave telecommunication systems in which a plurality of high-frequency signal bands are transmitted over a common circuit, it is desirable from the point of view of the most effective use of the frequency range that can be transmitted by the circuit that the frequency interval between the different signal bands is as small as possible. With the devices and circuits currently available, a complete elimination of the useless area between the bands is not possible.
For example, the lack of selectivity in the filter devices used to separate the various frequency bands in the end stations created a certain limit from the outset. As is well known, an ideal filter would have no attenuation for the character frequency band to be passed by it, while it would have infinite attenuation for all frequencies outside this band. In reality, however, the attenuation in the selected band is not zero for all filters, and even at frequencies very far away from this band, although relatively high, it is still finite, and it only increases gradually from the two cutoff frequencies of the band.
Therefore, in a multiple system in which the frequency interval between the bands is very small, waves near the edges of a band are passed to some extent by the receiving filters of an adjacent traffic route, and interference will occur.
Similarly, if several traffic routes are routed over a common line, each traffic route filter will not only allow the desired character band, but above and below this band also unwanted waves, for example part of one that is to be suppressed or the opposite one Direction to be transmitted sign sideband or sign from neighboring, parallel traffic routes.
When trying to lay the traffic routes very close to one another, another disadvantage becomes apparent. If a number of filters in a transmitting station are connected in parallel to a common output circuit, the impedance offered by the filter of one traffic route to the filter of an adjacent traffic route can be very low and irregular within the band passed through by the latter.
Since each filter is adapted to a very specific impedance, reflections and distortions can occur, especially at frequencies near the edges of the wavebands. Similar distortions can occur in a receiving station. A waveband within a given frequency range, which arrives in a group of reception filters connected in parallel, is recorded by the filter of the corresponding reception traffic path.
At the same time, however, reflection can occur, since the impedance offered to this filter can be changed as a result of the relatively low impedance of the filters in the adjacent frequency traffic paths within its pass band. The resulting distortion can seriously degrade the transmission quality. In a device according to the invention, however, the frequency interval between adjacent traffic routes can be considerably reduced without fear of the disadvantages briefly mentioned above.
The device according to the invention is characterized in that the frequencies of the traffic routes are accommodated in the frequency spectrum in such a way that those of one group lie between those of another group, and each group is isolated from the rest, but is connected to a common transmission circuit for the purpose of energy transmission .
It is readily apparent that the invention can just as well be used to reduce the selectivity requirements of the selection devices.
In the drawing, an embodiment example of the invention and detailed variant is shown. 1 shows the arrangement of a transmission circuit of a carrier wave transmission system, in which successive modulation stages and successive demodulation stages are used; FIG. 2 shows the receiving circuit associated with the transmission circuit of FIG. 1;
Fig. S; Figures 4 and 4 show two other types of group isolating means; Fig. 5 shows; the characteristics of the frequency-selective devices which are used in the traffic routes of the first modulation stage and the second demodulation stage of the aforementioned system, and FIG. 6 shows the characteristics of the frequency-selective devices,
which are used in the second modulation stages and in the first demodulation stages of said system for the passage of groups of doubly modulated waves.
Fig. 1 shows schematically the end station for converting the waves in a plurality of low-frequency circuits in their corresponding .Stellungen in a broad wave frequency spectrum, which is used for transmission. The frequency conversion is carried out in two stages. The low frequency circuits are first divided into a plurality of groups A, B, C, etc.
Within each group, the symbol waves are shifted according to the corresponding positions in a carrier symbol frequency band. These different groups of carrier characters are then shifted as groups according to corresponding positions in a still further frequency band and fed to the transmission line.
Within each group, e.g. B. in group A, for example, there may be 60 low-frequency lines 11, 12, etc., which are suitable for transferring telephones, telegraphs, and other signals.
An individual modulator 3, 1 of any suitable type is provided for each of these lines, by means of which the symbol waves are mixed with corresponding high-frequency or carrier waves which are supplied by corresponding generators G1, G2, etc. Xiodulators are expediently used. where the carrier wave is suppressed, e.g. B. those of the type described in American patent no. <B> 1343306 </B>.
The frequencies of the carrier wave generators can be precisely adhered to by controlling them with a common basic frequency, advantageously in accordance with the manner shown in the American patent no. 1773901. A frequency band of 250 to 2750 Hertz may be required for the transmission of speech waves.
The band filters CBF1, CBF2, to which the two character sidebands from the preceding modulators are fed, are accordingly dimensioned so that each can transmit a band of modulated carrier waves with a bandwidth of 2500 Hertz. One sideband, preferably the upper one, is suppressed in order to keep this frequency range free for other traffic routes. Filters in which piezoelectric crystals are used should preferably be used as filters.
However, any other suitable filter device can be used. The frequency spacing of the carrier waves should be 4000 Hertz, for example. With such a distance and with a lowest carrier frequency of 263 kilohertz and a highest carrier frequency of 499 kilohertz, 60 traffic routes are possible.
Two busbars CB1 and CB2 are provided in each group. Band filters are assigned to each of these busbars in alternately successive frequency shifts.
For example, the output terminals of the filters CBFI., CBF3, CBF5 are connected in parallel to the rail CB1, while the terminals of the filters CBF2, CBF4, CBF6 etc. are connected in parallel to the rail CB2. Characters from the first rail are transmitted to one of the group output lines Ll, <I> L2 </I> etc. via a tube amplifier A1.
Characters from the other rail are transmitted via a similar amplifier A2 to the same output line. In addition, a shunt resistor can be provided in a bridge to the input circuit of the amplifier in order to obtain a suitable terminating impedance for the filter.
The characteristic impedance frequency curves of the filters connected to the busbars CB1 and CB2 are shown in FIG. 5. The frequency is plotted along the horizon tal axis, while the terminating impedance is plotted along the vertical axis. The character bands in each of the two groups are represented by two rows of hatched rectangles which, as can be seen in FIG. 1, are separated from one another by 5500 Hertz. A filter in a traffic route, e.g.
B. the filter CBF11, has little influence on the character band exiting from the filter CBF13 of the next parallel connected traffic route. At the lowest frequency of this latter band, as can be seen, the wave resistance of the filter CBFII is high, and this filter therefore has a negligible influence on the impedance presented to the filter of the adjacent traffic route. A similar situation prevails in the group represented by the lower row of rectangles.
Since the tube amplifiers A1 and A2 are switched on in the conductors branching off from the busbars, the characters from the filter CBF13 or any other filter in this group are passed through the filters in the other group, <I> e.g. B. </I> CBF12 and CBF14, not affected. These characters meet a practically uniform exit impedance in the electron tubes of amplifier A2. Instead of the amplifier, any device with unipolar conductivity can be used, since this is impermeable to reflection.
If the boundary lines of the filter characteristics increase in such a way that a dangerous overlap of the filter characteristics would occur, although the traffic routes in each group were more than one traffic route apart, then three or more groups could be formed, each of which is through an amplifier of which is separate from the other, and each of which would contain only every third or higher traffic route.
This would result in a frequency interval between the traffic routes which is several times wider than the width of an individual traffic route and would either permit the use of less selective filters or provide a higher degree of precision between the traffic routes.
If these same filter groups were all connected in parallel to a single busbar, the conditions would be completely different. If the characteristics of two filter groups are superimposed, as in FIG. 5, it can be seen that the characters from the filter <I> CBF13 </I>, for example, would be seriously distorted by the overlapping of these characteristics. You could especially at the upper and lower frequencies through the filters CBF12, CBF14, whose impedances are not just about. the entire impedance band between the filters is low, but is also not uniform across this band, can be influenced by shunt.
This secondary effect is utterly undesirable, and if distortion occurs, this can not only be eliminated by amplification alone, but an equalizer will be required in this case.
Fig. 1 also shows at T a circuit for converting the wide band of simply modulated carrier waves from the various similar groups A, B, C, etc. via the lines L1, L2, L3 ete . arrive after their respective position in a carrier frequency range and finally forwarding to a transmission line LE. The device required for this second modulation stage can be designed similarly to that of the first stage,
except, of course, with regard to the position of this frequency range in the frequency spectrum. The waveband supplied to each modulator M 'extends in the exemplary embodiment provided from 260.25 to 498.75 kilohertz. With a frequency spacing of 240 kilohertz between the frequencies of the carrier wave generators C1, C2 etc., the frequency interval between the upper band of a converted group and the lower band of an adjacent group is the same as between the bands within the groups, i.e. 1500 Hertz .
The output power of this second stage will therefore be a multiple of character bands, each 2500 Hertz wide and separated from neighboring transmission paths by a frequency interval of 1500 Hertz. The frequency of the carrier wave of the lowest group is 1080 kilohertz. If the highest carrier frequency is 5160 kilohertz, eighteen groups can be accommodated. The filters GBF1, GBF2 etc. which are permissible for groups of bands are dimensioned such that only the lower side bands of the generated sidebands are allowed to pass.
Preferably, these filters are designed according to the type described in American patent specification No. 1227113.
The group modulators <B> 31 '</B> are divided into two groups, to which alternately successive frequency traffic paths belong. The output filters GBFI, GBF3 etc. are connected to the busbar TCB1, while the filters GBF2, GBF4 etc. are connected to the busbar TCB2.
The first group is connected to a tube amplifier A3 and the second to a similar amplifier _9.1. A shunt resistor can again be used as the terminating impedance. These amplifiers can be connected directly to the transmission line LE or via an Iiraftverstä.rker A5 to this line.
For the effective transmission of frequencies on the order of 5000 kilohertz, a pair of coaxial conductors is preferably used, which conveniently has the structure shown in American Patent No. 178112-1.
For the present invention it is not necessary that the traffic route modulation circuits and the group modulation circuits follow one another directly, but the lines L1, <I> L2 </I> etc. can be transmission lines with coaxial conductors or any transmission lines be of a suitable nature.
6 shows the typical wave resistance frequency curves of the filters GBF1, GBF2 etc. which are permeable to group binders. For the purposes of the present description, four character bands, which are represented by hatched rectangles, have been assumed in each group, although in accordance with the embodiment described game in each of the groups <I> A, B, </I> C there are 60 traffic routes.
As a result of the alternating grouping, there is a wide frequency spacing between the groups of traffic routes that are connected to the two. Fig. 6 shows that the impedance of the filters, e.g. B. that of the filter GBF5, increases rapidly in this frequency interval.
Even at the lowest frequency of the group passed through the filter GBF7, the characteristic impedance of the filter GBF5 is so high that there is practically no shunt effect. The same applies to the filter GBF6 for the highest frequency of this group. By means of the tube amplifiers A3 and A4, which connect the two busbars to the common transmission line, the shunt effect of a filter in one group on the characters of a group connected to the other busbar is eliminated.
This separation of the groups is identical to that which is effected by the amplifiers A1 and AZ in the traffic route circuits. The amplifiers are preferably designed as push-pull amplifiers and capacitively balanced against feedback effects.
If the group band filters of the two troops are connected to the same busbar, the influence of the characters in adjacent frequency groups would be significantly greater. As shown by the dashed lines in FIG. 6, the impedance of a group filter, e.g. B. GBF6, very low in the frequency ranges of the groups immediately above and below, and a distortion would therefore be introduced which would occur particularly in the frequency bands at the edges of this group.
In FIG. 2, a reception termination circuit for separating the carrier frequency characters arriving via the transmission line LE and for converting these characters into telephone frequencies for the purpose of delivering these frequencies to a number of telephone circuits is shown. The first stage or group separation and demodulation takes place in the device Tr.
Each separated and demodulated group is then completely broken down into its ribbon components, which are completely demodulated here. The grouping of these receiving circuits can be the same as that of the transmitting circuits, that is to say as shown, although this is not necessary. However, this arrangement is advantageous in that the use of a common carrier wave source can be used for modulation and demodulation, so that the number of different isolating circuits can be reduced.
Characters from the line LE arrive via an amplifier A6 and two transmissions paths with the amplifiers A7 and A8 to the corresponding distribution rails BDBl respectively. RDB2. The band-permeable filters GBF'1, GBF'3, etc., which are connected to the rail BDB1, select one of the alternating frequency groups that are fed to the distribution rail from the line LE, while the filters GBF'2 ,
GBF'4, etc., which are connected to the distribution rail RDB2, select the other of the alternately successive frequency groups. Each group filter is followed by a demodulator <I> DM '</I> which is preferably based on the American. Patent No. 1343306 is designed. The demodulation waves are taken out of the high frequency generators C'1, C'2 and so on.
Their frequencies can be the same as those of the corresponding carrier waves in the modulation circuits. The waves emitted by the demodulators <I> DM '</I> in the exemplary embodiment shown represent 60 carrier wave signal traffic routes that lie between the frequencies 260.25 and 498.75 kilohertz.
The characteristics of the various group filters GBF'1, GBF'2 etc. can be the same as those of the filters GBFI, GBF2 etc. shown in FIG. As a result of the large frequency spacing of the groups that are connected to the two rails, practically speaking, there is no risk of the characters in a frequency group being influenced by the band filters of neighboring groups connected to the same rail.
For example, there is no risk of the characters which get through the amplifier <I> A7 </I> to the filter GBF'7 that they will be influenced by shunt through the filters GBF'6 and GBF'8 of the adjacent frequency transmission filter as the latter are isolated by amplifier A8. The attenuation requirements for the (troop filters can be significantly reduced, since the eventual separation into the individual traffic routes is done by the traffic route filters.
At the same time, the amplifiers prevent mutual interference between group circuits, which would normally lead to a broadening of the damping characteristics.
The course of the carrier waves of the carrier waveband, which is fed to groups A ', B', C 'etc. of the traffic route circuits, is similar to the course of the groups of bands through the circuit. In group A' for example, the incoming waves are the two amplifiers Q19 and A10 pressed, the first of which is connected to the distribution rail DB1 and the second to the distribution rail DB2.
The filters CBF'1, CBF'3 etc. of one of the alternately successive frequency traffic routes are connected to the rail DB1. The remaining traffic routes are connected to the second rail DB2 via the filters CBF'2, CBF'4, etc.
The subsequent demodulators <I> DM </I> and the high-frequency waves G'1, G'2, etc., which are connected to them, can be designed similar to the elements D11 'of the first modulation stage and the corresponding elements G1, G2 of the first modulation stage. The low-frequency characters that emerge from the second demodulation stage can be pressed on telephone circuits,
which, similar to the case of FIG. 1, can lead to a telephone exchange system. The band-permeable filters in the traffic route circuits of the receiving termination station are expediently designed as piezoelectric crystal filters, although other filters can of course easily be used.
In FIGS. 3 and 4, circuits are shown which can be used instead of the amplifier circuits which are used to separate the groups of traffic routes that alternate on one another in a transmitting or receiving station. In FIG. 3, a resistance line extension 7, 8 is switched on in each of the group branches instead of an amplifier. In the case of a transmitting station, the conductor 9 of the extension 7 and the conductor 10 of the United extension 8 rails to the corresponding bus with which the two filter groups are connected, connected.
The line 19 can be connected to the common transmission lines L1, L2 of the embodiments of FIG. Are characters of a certain frequency band, e.g. B .. the line 10, pressed, they are damped ge by the resistance line extension 8 and pass through the line 19 into the transmission line. The neighboring frequency traffic routes of the group are connected to the line 9 and the Fil ter, which are located in this group, are practically isolated by the line extension 7 thereof.
Although these latter filters tend to have a shunt effect in the frequency range of the band emerging on the extension & @ trending band, this effect is practically negligible due to the attenuation of the extension 7. For example, in a special case it was found that an attenuation of 15 Db. for the extensions 7, 8 results in satisfactory results. The insulation effect can also be shown using the reflected waves.
One component of the waves emerging from the extension 8 passes over the line 19, while another component passes through the extension 17, is reflected and returns with an energy level that is at least 30 Db. is lower than that with which it entered. Any distortion in this reflected wave due to the action of the filter connected to the line 9 has a negligible influence on the resulting wave.
It is readily apparent; that further additional resistance line extensions can be connected to line 19 in order to accommodate other groups, should the previous circuits be divided into more than two groups due to the lack of selectivity in the filters. In. Similarly, in a receiving station, waves arriving via line 19 are essentially unaffected by the characteristics of the filter devices connected to lines 9 and 10.
Fig. 4 shows a Differentialüber carrier, which is used to separate one group from the other. The lines 2 ', 22 and 23 are combined with an artificial line 24 for balancing the common transmission line 23 in such a way that characters to or from a filter group connected to one of the two conductors 21 or 22 are not influenced by the filters of the other group will.
It should be pointed out to another peculiarity of the device described, which lies in the dimensioning of the carrier and the symbol frequencies. In addition to the two groups of character sidebands, the group modulators generate additional, undesirable modulation products.
Such third-order products usually have a relatively high energy level and are therefore difficult to suppress. Their position in the frequency spectrum is determined by the frequency c of the carrier wave and by the highest resp. .the lowest frequency <I> f h </I> and <I> f </I> l is determined.
One group of products lies within the frequencies <I> 2c </I> -i- fla and <I> 2c </I> + fl. Another group lies between <I> c </I> -f <I > - </I> 2f1 and <I> c </I> -f- <I> 2 f </I> lz and one other lies between.
c -I- fh <I> - f </I> l and <I> c - fh </I> + <B> <I> f l. </I> </B> If <I> fl < / I> is less than half the size of fli, these products fall into the desired character band, which, in a lower sideband system, is between <I> c - fh </I> and <I> c - fl </ I > lies. If the ratio of <I> f h to f l </I> is exactly 2: 1, these products do not fall within the label band, but lie on one side of it. The attenuation of the filters is not great at these frequencies and therefore waves can pass through with ease.
In order to shift the third-order products to a frequency setting in which the filter can effectively suppress them, a ratio of slightly less than 2: 1 can be selected. Accordingly, the wave band supplied to the modulator 111 'of FIG. 1 is limited to a 240 kilohertz band extending from 260.2.5 to 498.75 kilohertz, these' cutoff frequencies having a ratio of 1.92 -: have 1.
Similarly, it is desirable at the receiving station that the highest frequency of the demodulated groups is less than twice the lowest frequency of the groups in order to thereby prevent third order products from falling into any of the desired signal traffic routes.