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Trägerfrequenz-Einseitenband-Übertragungssystem Die Erfindung betrifft
ein Trägerfrequenz-Einseitenband-übertragungssystem, über das mehrere niederfrequente
Nachrichten gleichzeitig übertragen werden können, in welchem die einzelnen niederfrequenten
Nachrichten in ihrer Bandbreite entsprechend der gewünschten übertragungsqualität
begrenzt sind und in welchem für jeden Nachrichtenkanal ein Modulator, ein Filter
und eine Trägerfrequenzquelle vorgesehen sind.
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Mehrkanalträgerfrequente Telefoniesysteme weisen gewöhnlich einen
beträchlichen Abstand zwischen den benachbarten Kanälen der Frequenzbänder, die
für die Sprachübertragung benutzt werden, auf. So haben die Kanäle bei bekannten
Anordnungen beispielsweise eine Bandbreite von 4000 Hz. In diesen Kanälen wird die
Sprache innerhalb eines Frequenzbereiches von 300 bis 3400 Hz übertragen.
Von der 4000-Hz-Bandbreite, die für jeden Kanal des Trägersystems vorgesehen ist,
werden für die Sprachübertragung in der oben angeführten Anordnung nur
3100 Hz wirksam ausgenutzt. Eine solche Anordnung ist nicht unbedingt verschwenderisch,
denn durch die Abstände zwischen den Kanälen entstehen Frequenzzwischenräume für
die Filter zum Trennen der Kanäle, in welchen die Dämpfungskurve dieser Filter vom
Durchlaßbereich bis zum Sperrbereich durchlaufen wird. Die Filter werden dabei um
so billiger, je weiter die Kanalabstände sind. Die Lage der Abstände ist
bezüglich der Kanalträgerfrequenz üblicherweise an Stellen untergebracht, wo die
Trägerfrequenzen außerhalb der Sprachfrequenzbänder liegen, so daß sie keine hörbaren
Interferenztöne verursachen, Wenn sich jedoch ein Trägerübertragungssystem über
eine sehr weite Strecke ausdehnt oder auch sonst -sehr teuer ist, so daß
die Leitungskosten einen wesentlichen Bestandteil der Gesamtkosten je Kanal
ausmachen, dann ist es wichtig, die Bandbreitenverluste in diesem System herabzusetzen.
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Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Anzahl der gleichzeitig
über ein teures übertragungssystem, z. B. über ein Transatlantikkabel, übertragbaren
trägerfrequenten Nachrichtenbänder zu erhöhen, ohne daß dabei die Güte der übertragenen
Nachricht verschlechtert wird und ohne daß ein erheblicher zusätzlicher Aufwand
an Übertragungsmitteln erforderlich ist.
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Erfindungspmäß werden diese Ziele dadurch ericht, daß die Frequenzlücke
zwischen den jeweils zur Übertragung benutzten nebeneinanderliegenden Seitenbändern
der verschiedenen Kanäle kleiner ist als die niedrigste Frequenzzabl, die im Niederfrequenzbereich
zu übertragen ist, derart, daß die Trägerfrequenz für einen bestimmten Kanal im
Frequenzbereich des zu einem danebenliegenden Kanal gehörenden Seitenbandes liegt,
und daß für jeden übertragungskanal hinter dem Modulator ein Bandsperrfilter angeordnet
ist, durch das die weitere Übertragung der Trägerfrequenz des Kanals verhindert
wird.
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Ein derartiges System ermöglicht durch Aussieben von Trägerfrequenzen
für nebeneinanderliegende Kanäle, daß die Frequenz des Trägers eines Kanals innerhalb
des Frequenzbandes des Nachbarkanals zu liegen kommt, wodurch die Frequenzlücken
zwischen benachbarten Trägerfrequenzkanälen reduziert werden, wodurch das gesamte
Frequenzband des Trägerfrequenzsystems wesentlich besser ausgenutzt wird. Das vorliegende
Problem kann auch so dargelegt werden, daß dieses wirkungsvoll ausgenutzte Trägersystem
bei Einhaltung eines ausreichenden Zwischenraumes ein Mindestmaß an Lücken zwischen
den Trägerkanälen erfordert, um den Filtern eine maximale Dämpfung zu ermöglichen.
Durch die Vorschrift, daß die Frequenzlücken zwischen den Kanälen die Bandbreite
der niedrigsten Tonfrequenz, die übertragen werden soll, nicht überschreiten dürfen,
wird im Vergleich
zu den bestehenden Systemen eine Verminderung
dieser Lücke erreicht, und wenn die Lücke den festgelegten Wert hat, dann liegt
demzufolge die Frequenz des Trägers eines Kanals innerhalb der Bandbreite des danebenliegenden
Trägerkanals.
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Die bisherigen derartigen Anlagen verwenden keine Bandsperrfilter
in der Anordnung gemäß Erfindung, sondern üblicherweise irgendeine Art Tiefpaßfilter,
um die Übertragung von höheren Harmonischen zu sperren, womit jedoch das Ziel der
Erfindung, nämlich die Übertragung der Trägerfrequenz zu sperren, nicht erreicht
werden kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können von je zwei
durch Modulation mit je einer Trägerfrequenz in benachbarte Lagen gebrachten
Kanälen zum übertragen der Nachrichten für den einen Kanal das obere Seitenband
und für den anderen Kanal das untere Seitenband verwendet werden. Das hat den weiteren
Vorteil, daß zwei benachbarte Kanäle zusammengefaßt und mittels eines einzigen Modulators
zu einer gewünschten Stelle des Hauptfrequenzbereiches, d. h. des gesamten
zur Verfügung stehenden Frequenzbereiches des übertragungsmittels, verschoben werden
können. Zwei Kanäle bilden dabei immer eine Zweikanaluntergruppe mit einer Bandbreite
von 4000 Hz, die mittels eines einzigen Modulators zu den erforderlichen
Stellen in dem Hauptfrequenzbereich verschoben sind.
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Die Trägerfrequenzen für die beiden benachbarten Kanäle können, wie
weiter gefunden wurde, so gewählt sein, daß zwischen den beiden Kanälen nur eine
Lücke von 100 Ilz entsteht. Erfindungsgemäß können weiter die niederfrequenten
Aniplituden durch ein vor dem Modulator in der abgehenden Leitung liegendes Amplitudensieb
beschnitten sein.
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Fig. 1 a zeigt schematisch eine Trägerendschaltung an der Sendeseite
des Systems für 24 Kanäle einer Gruppe mit einem Frequenzband von 60 bis
108 kHz. Die ankommende Sprache in dem Frequenzbereich von 300 bis
2200 Hz läuft durch die Hochpaß- und Tiefpaßfilter 1 bzw. 2 zum Kanalmodulator
3, in dem sie eine Trägerfrequenz von 10 250 Hz für den Kanal
A
bzw. von 9750 Hz für den Kanal B niodulieren. Im Kana1A wird das
untere Seitenband 8050 bis 9950 Hz durch ein Bandpaßfilter 4 ausgefiltert,
und das obere Seitenband des Kanals B -von 10 050 bis 11950 Hz wird
in ähnlicher Weise gewonnen. Das Bandsperrfilter 5 unterdrückt die Träger
9750 bzw. 10 250 Hz. Die Kanäle A und B sind darauf
zu einer Kanaluntergruppe von annähernd 8000 bis 12 000 Ilz Bandbreite
mittels einer Gabelschaltung 6 zusammengefaßt. Die Zusammenfassung der Kanäle
kann auch durch andere Schaltungen erfolgen. Durch eine weitere Modulation und Aussiebung
kann mittels einer bekannten Anordnung 7 die Untergruppe in eine gewünschte
Stelle des 60 000- bis 108 000-Hz-Bandes verschoben werden.
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Ein Begrenzer 8 ist zwischen dem Spracheingang und dem Hochpaß-
und dem Tiefpaßfilter in Fig. 1 a vorgesehen. Durch diese bevorzugte Anordnung
wird eine Überlastung des Modulators und des Vielkanalübertragungssystems # durch
Sprache mit hohem Pegel verhindert. Bei Nichtvorhandensein dieses Begrenzers könnten
unerwünschte Modulationsprodukte entstehen und Störungen auf benachbarten Kanälen
verursachen.
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Auf dem Empfangsende findet das umgekehrte Verfahren, wie es an'der
Trägerendschaltung für die Sendeseite angewendet worden ist, statt (vgl. Fig.
1 b);
aber keine Trägersperrketten 5 sind erforderlich.
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Fig. 2 zeigt die Lage der Frequenzen. In Fig. 2 a ist das Niederfrequenzband
eines einzelnen, an den Modulator 3 gelegten Kanals dargestellt. Fig.
2b zeigt die Lage der Trägerfrequenzen für die Kanäle 1 A und
1 B und die Fig. 2 c die Ausgangsbänder, die zur Gabelschaltung
6 gelangen. Das scharfe Abschneiden der Filter ermöglicht, den Abstand zwischen
den Kanälen zu verringern, und aus Fig. 2c ist zu sehen, daß der Abstand zwischen
den Kanälen 1 A und 1 B
nur 100 Hz beträgt. Ein
gleicher Abstand wird zwischen weiteren Kanälen bestehen. Die Fig. 2d läßt
die Verteilung der Untergruppenträger in den Kanälen erkennen. Durch passende Anordnung
der Untergruppen (vgl. Fig. 1 a) und durch das übertragen der oberen und
unteren Seitenbänder läßt sich das Frequenzspektrum nach Fig. 2 e erreichen. Fig.
2 e zeigt klar, daß die Bandabstände vermindert sind. Trotzdem gestatten
diese einen hinreichenden Frequenzbereich für die Filter zum Durchlaufen ihrer Dämpfungskurve.
Die Trägerfrequenz eines Kanals fällt in das Frequenzband eines benachbarten Kanals.
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Andere Anordnungen der Seitenbänder, unterschiedlich von denen nach
Fig. 2, sind möglich. ;Die dargestellte Anordnung ist besonders für ein Leitungssystem
mit 4000-Hz-Trägerkanälen brauchbar. Solche Leitungssysteme enthalten öfters Filter,
die die übertragung in der Nachbarschaft gewisser 4000-Elz-Punkte, 60, 64,
68 kHz üsw. beeinflußt. Bei der Anordnung nach Fig. 2 werden nur die höheren
Niederfrequenzen der 2000-Hz-Kanäle beeinflußt.
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Die Fig. 3 a und 3 b und 4 zeigen Schaltungsanordnungen
und die Frequenzlage einer anderen Trägerendschaltung mit 16 Kanälen von
300 bis 3150 Hz in dem Frequenzbereich von 60 000 bis
108 000 Hz. Die Hochpaß- und Tiefpaßfilter lassen die Sprache etwa in dem
Frequenzbereich von 300 bis 3150 Elz durch, und eine Zweikanahmtergruppe
liegt innerhalb des Frequenzbandes 6000 bis 12 000 Hz mit den Trägern
8750' und 9250 und entsprechenden Bandpaß-und Bandsperrfiltern. Durch
eine weitere Modulation wird in bekannter Weise die Untergruppe zu einer gewünschten
Stelle in dem 60-bis-109-kHz-Band verlagert. Der Lageplan nach den Fig.
3 a, 3 b und 4 gleicht denen nach den Fig. la, 1 b und 2 und
wird daher nicht weiter beschrieben.
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Eine weitere Anordnung, bei der eine Vierkanaluntergruppe in dem Frequenzbereich
12 000 bis 24 000 Hz verwendet ist, istin den Fig. 5 a,
5 b und 6
dargesteilf. Weitere Anordnungen sind möglich. So verlangt
z. B. eine solche mit einer Vierkanaluntergruppe und mit einem Frequenzbereich von
6000 bis 18 000 Hz nur zwei Untergruppen-Trägerfrequenzen von
78 000 und 90 000 Hz, um die Gruppe mit einem Bereich von
60 bis 108 kHz zu bilden. Der Lageplan der Fig. 5 a,
5 b und 6 gleicht dem der Fig. la, 1 b
und Z.
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Der Aufbau der 60-bis-108-kI-1z-Gruppen von 2- oder 3-kHz-Kanälen
sind nur als Beispiele angeführt. Andere Anordnungen mit verschiedenen oder nicht
gleichartigen Kanalabständen oder in anderen Teilen des-'Trägerfrequenzspektrums
oder mit mehr oder weniger Modulationsstufen sind möglich. Die Ausführungsformen
der Anordnung berücksichtigen nur die Schaltungselemente, die zur Erläuterung der
Erfindung notwendig sind. Weitere Schaltelemente, wie Verlängerungsleitung, Entzerrer,
Verstärker und
Dämpfungsnetzwerk, die wahrscheinlich bei einer praktischen
Ausführungsform erforderlich sein würden, sind fortgelassen worden.