DE2309987C2 - System for the transmission of broadband signals - Google Patents

Description

abgeändert werden, daß die gewünschte Kompatibilität erzielt wird.can be modified to achieve the desired compatibility.

Dies wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß zum störungsfreien Empfang des Basisbandes mittels konventioneller Empfangseinrichtungen, bei denen keine Einrichtungen zur Ersatzsignalgewinnung Verwendung finden, sendeseitig bei der Modulation des von einem Generator gelieferten Hilfsträger in einem Modulator mit den Augenblickswerten der Energieverteilung der von den als Bandpässe ausgebildeten Filtern gelieferten Teilbereiche die Amplitude des Hilfsträger mitgesteuert wird und daß dabei der Pegel des im Modulator modulierten Hilfsträger um mindestens 1OdB unter den Pegel des zeitlichen Mittelwertes ues vom Tiefpaß abgegebenen Basisbandes abgesenkt wird. Eine solche Mitsteuerung der Trägeramplitude ist auch als sogenannte» HAPUG-Modulation«, benannt nach ihren Erfindern Harbich, Prof. Di'. Pungs und Dr. Gerth, bekannt und als »controlled carrier system of modulation« auf Seite 547 des Buches von F. E. Terman: »Radio engineers Handbook« New York 1943 beschrieben. Man vergleiche hierzu auch die Seite 319 des V. Bandes d^s »Handbuches für Hochfrequenz und Elektrotechniker« Berlin 1957.This is now achieved according to the present invention in that for interference-free reception of the Baseband by means of conventional receiving devices that do not have any devices for generating substitute signals Find use on the transmitter side when modulating the one supplied by a generator Subcarriers in a modulator with the instantaneous values of the energy distribution of the as Bandpasses formed filters supplied partial areas the amplitude of the subcarrier is also controlled and that the level of the subcarrier modulated in the modulator is at least 1OdB below the level of the temporal mean value ues given by the low-pass baseband is lowered. Such participation the carrier amplitude is also known as "HAPUG modulation", named after its inventor Harbich, Prof. Di '. Pungs and Dr. Gerth, known and known as "controlled carrier system of modulation ”on page 547 of the book by F. E. Terman:“ Radio engineers Handbook ”New York 1943 described. Compare this also page 319 of the fifth volume of the manual for high frequency and electrical engineers «Berlin 1957.

Eine vorteilhafte Weiterbildung für den Fall, daß bei der Übertragung der Augenblickswerte der Energieverteilung im Zeitmultiplex ein Sychronisiersignal mitübertragen wird, besteht darin, daß dieses Synchronisiersignal durch Frequenzteilung des einen rotierenden Ab- jo tastschalter schrittweise steuernden Ausgangssignals eines Taktgenerators in einem Frequenzteiler gewonnen wird, daß seine Folgefrequenz gleich der halben Rotationsfrequenz des Abtastschalters und daß' seine Amplitude während der Tonsignalpausen hochstens gleich dem Pegel des Systemrauschens ist.An advantageous development in the event that at the transmission of the instantaneous values of the energy distribution in the time division multiplex with a synchronization signal is, is that this synchronization signal by frequency division of a rotating Ab- jo push-button switch gradually controlling the output signal of a clock generator in a frequency divider it is obtained that its repetition frequency is equal to half the rotation frequency of the sampling switch and that ' its amplitude during the audio signal pauses is at most equal to the level of the system noise.

Das erfindungsgemäße System hat den großen Vorteil, daß es z. B. bei Mittelwellenrundfunk zur Anwendung kommen kann, ohne die vielen in Betrieb befindlichen Rundfunkempfänger zu stören und trotzdem für e^;ne neue Gerätegeneration die Einführung einer erheblich verbesserten Tonsignaliibertragung ermöglicht. Bei der Erfindung handelt es sich um eine technische Ausnutzung eines an sich bekannten ohrphysiologischen Effektes, nämlich des sogenannten Verdeckungseffektes.The system according to the invention has the great advantage that it can be used, for. B. can be used in medium wave broadcasting without disturbing the many radio receivers in operation and still for e ^; ne new generation of devices enables the introduction of a considerably improved audio signal transmission. The invention is a technical exploitation of an ear-physiological effect known per se, namely the so-called concealment effect.

Weitere Einzelheiten und Vor'eile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnun gen entnommen werden.Further details and advantages of the invention can be found in the following description of the drawings.

Fig. I zeigt in stark schematisierter Darstellung das Blockschaltbild für den Eingang des Systems unter Anwendung der sequentiellen Übermittlung der Amplitudeninfc-mationen. Fig. I shows in a highly schematic representation that Block diagram for the input of the system using the sequential transmission of the amplitude information.

Fig.2 zeigt in ebenfalls stark schematisierter Darstellung das Blockschaltbild der Wiedergabeseite.FIG. 2 shows the block diagram of the display page in a likewise highly schematic representation.

Fig.3 zeigt ein Frequenzschema wie es bei dem vorliegenden System zur Anwendung gelangt.Fig.3 shows a frequency scheme as in the present system is applied.

Fig.4 zeigt ein Spektralbild des Hilfsträgermodulationssignales bei sequentieller Übermittlung der Amplitudeninformationen. 4 shows a spectral image of the subcarrier modulation signal with sequential transmission of the amplitude information.

Der Eingangsklemme 1 in F i g. 1 wird das zu übermittelnde, breitbandige Tonsignal zugeführt. An dieser Klemme 1 ist einmal ein Tiefpaß 3 angeschlossen, dessen Grenzfrequenz, abhängig von den qualitativen· Anforderungen hinsichtlich des Tonsignals, im Bereich von etwa 4 bis 7 KHz liegt. Parallel zu dem Tiefpaß 3 liegen Bandpässe 4, 5 und 6 und ggf. weitere, nicht dargestellte, die den Höheren, den Tiefpaß 3 nicht passierenden Frequenzbereich in Teilbereiche aufspalten. Dies kann beispielsweise in der Form geschehen, daß eine Oktave in 12 Teilbereiche entsprechend den Halbtöncn dieser Oktave aufgeteilt wird. Hinter den Filtern 4,5 und 6 folgen jeweils Gleichrichter 7,8 und 9, die eine von der Lautstärke abhängige Amplitudeninformation des einzelnen Frequenzteilbereiches liefern. Im vorliegenden Beispiel werden die Ampütudeninformationen von einem elektronischen rotierenden Schalter 11 zeitlich nacheinander zyklisch abgegriffen. Die Rotationsfrequenz des Schalters 11 habe den Wert f\. Die Folgefrequenz der Abtastwerte der Amplitudeninformationen beträgt bei einer Anzahl von Schalterklemmen UO demnach /T= η ■ f\. Der Taktgenerator 51 bestimmt die Schrittfrequenz /Tdes Schalters 11. Über eine in ihrer Funktion noch zu erläuternde Additionsschaltung 50 gelangen die aufeinanderfolgenden Amplitudeninformationen zu einem Modulator 13, in dem diese Amplitudeninformationen den von einem Generator 14 abgegebenen Hilfsträger modulieren. Das modulierte Hilfsträgersignal und das am Ausgang des Tiefpasses 3 erscheinende Basisba.uitonsignal werden in einer Additionsschaltung 17 zu eine^i gemeinsamen Ausgangssignal 19 zusammengeführt Wie bereits angedeutet, macht die Erfindung Gebrauch von dem sogenannten Verdeckungseffekt. Dies sei nun rläutert.The input terminal 1 in FIG. 1 the broadband audio signal to be transmitted is supplied. A low-pass filter 3 is connected to this terminal 1, the cut-off frequency of which, depending on the qualitative requirements with regard to the audio signal, is in the range of approximately 4 to 7 KHz. Band-pass filters 4, 5 and 6 and possibly further, not shown, which split the higher frequency range, which does not pass through the low-pass filter 3, into subregions, lie parallel to the low-pass filter 3. This can be done, for example, in such a way that an octave is divided into 12 subranges corresponding to the semitones of this octave. The filters 4, 5 and 6 are followed by rectifiers 7, 8 and 9, which supply amplitude information of the individual frequency subranges that is dependent on the volume. In the present example, the ampute information is tapped cyclically one after the other from an electronic rotating switch 11. The rotation frequency of the switch 11 has the value f \. With a number of switch terminals UO, the repetition frequency of the sampled values of the amplitude information is accordingly / T = η · f \. The clock generator 51 determines the step frequency / T of the switch 11. The successive amplitude information reaches a modulator 13 via an addition circuit 50, the function of which is still to be explained, in which this amplitude information modulates the subcarrier emitted by a generator 14. The modulated subcarrier signal and the basic structure signal appearing at the output of the low-pass filter 3 are combined in an addition circuit 17 to form a common output signal 19. As already indicated, the invention makes use of the so-called masking effect. This will now be explained.

Wenn man ein Signal mit einem Spektrum von 0 bis f betrachtet, wie es beispielsweise am Ausgang des Tiefpasses 3 auftritt, und wenn man zu einem solchen Signal ein Sinussignal zufügt, dessen Frequenz innerhalb dieses Spektrums von 0 bis /"liegt, so steüt man fest, daß die Amplitude des zugemischten Sinussignals erstaunlich groß sein darf, ehe es deutlich wahrgenommen wird. Selbst wenn man dabei personenbedingte Unterschiede beachtet, so kann man doch eine sogenannte Wahr· nehmbarkeitsgrenze bestimmen.If you look at a signal with a spectrum from 0 to f , as occurs for example at the output of the low-pass filter 3, and if you add a sinusoidal signal to such a signal, the frequency of which is within this spectrum from 0 to / ", you stand firm that the amplitude of the mixed sinusoidal signal can be astonishingly large before it is clearly perceived.

Ändert man nun die Frequenz des genannten Sinussignals über die Frequenz Γ hinaus zu höheren Frequenzen, so muß die Amplitude des Sinussignals abgesenkt werden, wenn man die gleiche Veideckung beibehalten will wie in dem Falle, bei dem das Sinussignal innerhalb des Spektrums 0 bis /liegt.If you now change the frequency of the above-mentioned sinusoidal signal beyond the frequency Γ to higher frequencies, the amplitude of the sinusoidal signal must be reduced if you want to maintain the same coverage as in the case where the sinusoidal signal is within the spectrum 0 to /.

Praktische Versuche haben aber gezeigt, daß der Verdeckungseffekt, d. h. der gleiche Grad der Nichtwahrnehmbarkeit, nicht exakt an die obere Grenze des Frequenzspektrums gebunden ist, sondern daß der gleiche Verdeckungseffekt noch in einem bestimmten Maß oberhalb der Frequenz /gültig ist. So hat sich in den Versuchen gezeigt, daß ein akzeptabler Wert für die Verdeckung erreicht wird, wenn man den Pegel des zugefügten Sinussignals etwa um 1OdB unterhalb desjenigen des Grundsignals legt. Dieser Verdeckungseffekt gilt nicht nur bei Grundsignalen mit gleichbleibendem Pegel wie z. B. bei Rauschsignalen, sondern auu'i bei Musiksignalen und anderen Tonsignalen, lediglich mit dem Unterschied, daß jeweils die Mithörschwelle sich rhythmisch mit dem Momentanwert des Hauptsignals nach oben und unten verschiebt. Bei dem erfindungsgemäßen System ist das Hilfsträgersignal also am A"sgang des Modulators 13 so moduliert, daß diese Bedingung erfüllt ist, d. h. der Pegel des Hilfsträgersignäls ist nur dann groß, wenn auch das Hauptsignal einen hohen Pegel hat, und dann klein, wenn auch das Hauptsignal einen kleinen Pegel hat, und geht praktisch gegen 0, wenn auch der des Hauptsignals gegen 0 geht. Dies wird durch Mitsteuern des Hilfsträger auf eine Amplitude erreicht, die im zeitlichen Mittel um einen Faktor P gegenüber demPractical tests have shown, however, that the masking effect, ie the same degree of imperceptibility, is not exactly tied to the upper limit of the frequency spectrum, but that the same masking effect is still valid to a certain extent above the frequency /. The tests have shown that an acceptable value for the masking is achieved if the level of the added sinusoidal signal is set about 10 dB below that of the basic signal. This masking effect does not only apply to basic signals with a constant level such as B. with noise signals, but auu'i with music signals and other sound signals, with the only difference that the listening threshold shifts rhythmically up and down with the instantaneous value of the main signal. In the system according to the invention, the subcarrier signal is modulated at the output of the modulator 13 in such a way that this condition is met, i.e. the level of the subcarrier signal is only high when the main signal is also high, and then low when that too Main signal has a low level, and practically goes towards 0 when that of the main signal also goes towards 0. This is achieved by controlling the subcarrier to an amplitude that is on average by a factor of P over time

Pegel des unteren, also des Basisbandbereiches abgesenkt ist. Dabei wird von einer Erscheinung Gebrauch gemacht, die anhand von F i g. 3 kurz erläutert wird. Es gibt, wie sich herausgestellt hat, praktisch kein Musiksignal, bei dem Obertöne in dem mit b bezeichneten oberen Frequenzbereich auftreten, ohne daß entsprechende Grundtöne im unteren mit a bezeichneten Frequenzbereich vorhanden sind. Für das System bedeutet dies, daß die Amplitudeninformationen der Teilbereiche des oberen Frequenzbereiches mit dem Signal des unteren Frequenzbereiches korrelieren. Bei der Anwendung einer Mitsteueriing des Hilfsträgers im Modulator 13 (Fig. 1) genügt es also, den Betrag des Faktors P für die Absenkung des modulierten Hilfsträgersignals festzulegen. Die absoluten Änderungen der Amplitude im Rhythmus des Hauptsignals sind dann durch die oben beschriebene Korrelation gewahrleistet. Level of the lower, so the baseband range is lowered. Use is made here of a phenomenon which is based on FIG. 3 will be briefly explained. As has been found, there is practically no music signal in which overtones occur in the upper frequency range denoted by b without corresponding fundamental tones in the lower frequency range denoted by a. For the system this means that the amplitude information of the sub-ranges of the upper frequency range correlates with the signal of the lower frequency range. When using a Mitsteueriing of the subcarrier in the modulator 13 (Fig. 1) it is sufficient to determine the amount of the factor P for the lowering of the modulated subcarrier signal. The absolute changes in the amplitude in the rhythm of the main signal are then guaranteed by the correlation described above.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild für die Wiedergabeseite gezeigt, das ein Beispiel im Rahmen der sequentiellen Übermittlung der Amplitudeninformationen zeigt.In Fig. 2 is a block diagram for the display side shown is an example in the context of the sequential transmission of the amplitude information shows.

An der Eingangsklemme 22 steht das empfangene Gesamtsignal 19 an. das aus dem direkt übermittelten Tonsignal des unleren Frequenzbereiches und dem Hilfsträgersignal besteht, das mit den Amplitudeninformationen der Teilbereiche des oberen Frequenzbereiches moduliert ist und das um den Faktor P gegenüber dem Tonsignal des unteren Frequenzbereiches abgesenkt ist. Die Frequenz des Hilfsträgersignals liegt, wie in F i g. 3 mit c angedeutet, etwas oberhalb der Grenzfrequen/ des vom Tiefpasses 3 durchgelassenen Tonsignals.The overall signal 19 received is present at the input terminal 22. which consists of the directly transmitted audio signal of the lower frequency range and the subcarrier signal, which is modulated with the amplitude information of the sub-ranges of the upper frequency range and which is reduced by a factor of P compared to the audio signal of the lower frequency range. The frequency of the subcarrier signal is as in FIG. 3 indicated by c , slightly above the cutoff frequency / of the audio signal let through by the low-pass filter 3.

Der in F i g. 2 gezeigte Tiefpaß 23 ist. wie durch die gestrichelte Umrandung angedeutet, fur die Wiedergabe nur de unteren Frequenzbereiches überflüssig geworden. ' ■' ''tcIi die Modulation gemäß der Erfinduni? Hillsträgersignal ohnehin nicht stört.The in F i g. 2 shown low-pass filter 23 is. like through that dashed border indicated, only superfluous for the reproduction of the lower frequency range become. '■' '' tcIi the modulation according to the Inventory? Hill carrier signal doesn’t disturb anyway.

Damit i^^! ,t'ich für F.mpfänger älterer Bauart, die nicht für die Auswertung und die akustische Wiedergabe der Amplitudeninformationen eingerichtet sind, gewährleistet, daß der Empfang nicht hörbar durch das Hilfsträgersignal gestört uird: womit die erstrebte Kompatibilität erreicht ist.So that i ^ ^! For older receivers that are not set up for the evaluation and acoustic reproduction of the amplitude information, I guarantee that the reception is not audibly disturbed by the subcarrier signal, thus achieving the desired compatibility.

Die Einrichtung zur Wiedergabe gemäß F i g. 2. die gemäß dem Svstem nach der Erfindung eingerichtet ist. besitzt einen Bandpaß 24. der nur den Frequenzbereich des Hilfsträgersignals durchläßt und dem ein Demodulator 25 nachgeschaltet ist. Die demodulierte Folge der Amplitudeninformationen wird einem rotierenden Schalter 27 zugeführt, dessen Schaltstufen die den einzelnen Zeitkanälen zugeordneten Lautstärkeinformationen entnommen und den Speicherkondensatoren 28, 29 und 30 sowie weiteren nicht dargestellten Kondensatoren zugeführt werden. Von den Speicherkondensatoren werden die Lautstärkeinformationen der einzelnen Kanäle an die Modulatoren 31,32,33 und folgende abgegeben, die ihrerseits die Signale der Oszillatoren 34, 35 und 36. weiche die Ersatzfrequenzen für den jeweiligen Teilbereich erzeugen, modulieren. 37 ist eine Summierschaltung, in der die lautstärkegesteuerten Ersatzsignale mit dem vom Tiefpaß 23 abgegebenen Basisband vereinigt werden.The device for reproduction according to FIG. 2. which is set up according to the system according to the invention. has a bandpass filter 24 which only lets through the frequency range of the subcarrier signal and which is a demodulator 25 is connected downstream. The demodulated sequence of amplitude information becomes a rotating Switch 27 supplied, the switching stages of which the volume information assigned to the individual time channels removed and the storage capacitors 28, 29 and 30 and others not shown Capacitors are fed. The volume information is obtained from the storage capacitors of the individual channels to the modulators 31,32,33 and following output, in turn the signals of the oscillators 34, 35 and 36. soft the substitute frequencies generate and modulate for the respective sub-area. 37 is a summing circuit in which the volume-controlled Substitute signals are combined with the baseband emitted by the low-pass filter 23.

Bei der Anwendung im Rahmen der Erfindung ist die ohrphysiologische Forderung nach Absenkung des Hilfsträgerv.gnais um den Faktor P nachrichtentechnisch kein Nachteil in bezug auf den Signal/Störabstand, wenn die Hilfsträgerbandbreite entsprechend schmal gewählt ist. Ist z. B. die Bandbreite des unteren Frequenzbereiches oder mit anderen Worten seine obere Frequenzgrenze 5 KHz und die Bandbreite des Hilfsträgersignals 5001 Iz, so haben beide Signale s gleichen Signalstörabstand, wenn die Spannungsamplituden sich um I : 3,3 entsprechend 10 dB unterscheiden, denn der Bandbreitenunterschied von I : 10 verbessert den Signalstörabstand des Hilfsträgersignals um I :y'\0, so daß bei Absenkung des Hilfsträgerpegels um diesenWhen used within the scope of the invention, the physiological requirement of lowering the subcarrier nerve by the factor P is not a disadvantage in terms of communication technology with regard to the signal / signal-to-noise ratio if the subcarrier bandwidth is selected to be correspondingly narrow. Is z. For example, the bandwidth of the lower frequency range or in other words its upper frequency limit of 5 KHz and the bandwidth of the subcarrier signal 5001 Iz, have so both signals s same signal-when the voltage amplitudes are I: 3.3 distinguish corresponding to 10 dB, because the bandwidth difference of I: 10 improves the signal-to-noise ratio of the subcarrier signal by I : y '\ 0, so that when the subcarrier level is reduced by this

in Faktor trotzdem gleicher Signal/Rauschabstand erhalten bleibt. Da im allgemeinen ältere Empfänger ohnehin in dem Frequenzbereich, in dem das Hilfsträgersignal übertragen wird, bereits eine Absenkung um 10 bis 2OdB aufweisen, erhöht sich die Gesamtabsenkung aufIn fact, the same signal-to-noise ratio is still obtained remain. Since generally older receivers are anyway in the frequency range in which the subcarrier signal is transferred, already have a decrease of 10 to 2OdB, the total decrease increases to

is 20 bis 3OdB. wenn man senderseitig den Hilfsträgerpegel um 1OdB absenkt. Ohrphysiologischc Versuche haben gezeigt, daß bereits eine Absenkung um 15 bis 1OdB das Hilfslrägersignal unhörbar macht. Selbst bei einer Gesamtabsenkung von nur 1OdB ist das Hillstragersignai nicht störend, weii es mii den ubcini Spektrallinien des Bereiches a in Fig. 3 korreliert und somit eine geringere Verbreitung des oberen Frequenzbereiches akustisch vortäuscht.is 20 to 3OdB. if you have the subcarrier level on the transmitter side by 1OdB. Ear physiological tests have shown that a reduction of 15 to 1OdB makes the auxiliary carrier signal inaudible. Even at With a total lowering of only 1OdB, the Hillstrager signal is not disruptive, as it is with the ubcini Correlated spectral lines of the region a in FIG. 3 and thus acoustically simulates a lower spread of the upper frequency range.

Es wurde bereits erwähnt, daß bei einem gegen 0It has already been mentioned that with a 0

2% gehenden Pegel des Hauptsignals auch der Pegel des Hilfsträgersignals gegen 0 gehen muß. das heißt unhörbar sein muß. Bei sequentieller Übermittlung muß dafür gesorgt werden, daß auch in diesem Fall die Synchronisation aufrechterhalten bleibt. 2% level of the main signal, the level of the subcarrier signal must also go to 0. that means it must be inaudible. In the case of sequential transmission, care must be taken to ensure that synchronization is maintained in this case as well.

Wie in F i g. I gezeigt, ist an den Taktgenerator 51 ein Frequenzteiler 52 angeschlossen, der die Takt- oder Schrittfrequenz ΓΤ im Verhältnis 1 : 2n herunterteilt. Dieses so erhaltene Signal wirä dem den Hilfsträger modulierenden Signal z. B. über die Additionsschaltung 50 zugeführt. Da jedoch der Verdeckungseffekt bei einem Pegel von nahezu 0 des Hauptsignals, also während der Modulationspausen nicht mehr wirksam ist. muß dann das dauernd vorhandene Synchronisiersignal so weit abgesenkt werden, daß es unter den normalen Störpegel (Rauschpegel) kommt. Wenn man diesen mit —50dB annimmt und berücKsichtigt. daß dieser von den älteren Empfängern um 2OdB erhöht wird, muß das Synchronisiersignal um 3OdB abgesenkt sein. Um trotzdem auch für das Synchronisiersignal den gleichen Signal/Störabstand zu erreichen wie für das Hauptsignal und das Zwischenträgersignal, muß empfängerseitis die Bandbreite zur Auswertung des Synchronisiersignals so weit verringert werden, daß diese Bedingung erfüllt ist. 3OdB entspricht einer Spannungsabsenkung von 1 :33. Eine solche Spannungsabsenkung führt nur dann zu gleichem Signal-Rausch-Verhältnis mit dem Hauptsignal, wei.ti die Bandbreite zur Auswertung des Synchronisiersignals um 33² geringer ist als die Banbreite des Hauptsignals.As in Fig. I, a frequency divider 52 is connected to the clock generator 51, which divides the clock or step frequency ΓΤ in the ratio 1: 2n . This signal obtained in this way is the signal modulating the subcarrier z. B. supplied via the addition circuit 50. However, since the masking effect is no longer effective at a level of almost 0 of the main signal, i.e. during the pauses in modulation. the permanently available synchronization signal must then be reduced so far that it comes below the normal interference level (noise level). If this is assumed and taken into account at -50dB. that this is increased by 2OdB by the older receivers, the synchronization signal must be lowered by 3OdB. In order to still achieve the same signal-to-noise ratio for the synchronization signal as for the main signal and the subcarrier signal, the bandwidth for evaluating the synchronization signal must be reduced on the receiver side to such an extent that this condition is met. 3OdB corresponds to a voltage reduction of 1:33. Such a voltage drop only leads to the same signal-to-noise ratio as the main signal because the bandwidth for evaluating the synchronization signal is 33 ² less than the bandwidth of the main signal.

33² ist ca. 1100. Bei einer Bandbreite des unteren Frequenzbereiches von 5 KHz muß also die Bandbreite für das Synchronisiersigna! empfängerseitig auf 055 Hz reduziert werden. Unter diesen Voraussetzungen ist das Hilfsträgersigna! einschließlich dem Synchronisiersignal unhörbar, wobei dann das Synchronisiersignal den gleichen Signalstörabstand hat wie der untere Frequenzbereich. 33 ² is approx. 1100. With a bandwidth of the lower frequency range of 5 KHz, the bandwidth for the synchronization signal must! can be reduced to 055 Hz on the receiver side. Under these conditions, the auxiliary carrier signa! including the synchronization signal inaudible, the synchronization signal then having the same signal-to-noise ratio as the lower frequency range.

Die Auswertung des Synchronisierzeichens gemäß Fig.2 geschieht in der Weise, daß das ganze Ausgangssignal des Demodulators 25 einem symmetrischen multiplikativen Mischer 53 zugeführt wird, an dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal eines Frequenzteilers 54 steht Dieser Frequenzteiler 54 teiltThe evaluation of the synchronization character according to Figure 2 is done in such a way that the whole The output signal of the demodulator 25 is fed to a symmetrical multiplicative mixer 53 the second input of which is the output signal of a frequency divider 54. This frequency divider 54 divides

clic Frequenz des Taktgenerators 55 wie tier Frequenzteiler 52 im Verhältnis I : 2n. Der (ileichspannungsantcil der Ausgangsspannung des miiltiplikativen Mischers 53 hängt im synchronisierten Zustand somit allein von der Phasendifferenz des Synchronisierzeichens und des heruntergeteilten Signals ab. So ist es z. B. positiv bei positiver Phasenabweichung. null bei Phasengleiehhcit und negativ bei negativer Phasenabweichung. Mit dem nachfolgenden Tiefpaß 56. der eine Bandbreite von ca. 0.55 H/. hat, wird dieser Gleichspanniingsanteil von den wesentlich höherfrequenten Wechselanteilen getrennt. Mit der gesiebten Spannung wird der Taktgenerator 55 synchronisiert.clic frequency of the clock generator 55 like the frequency divider 52 in the ratio I: 2n. In the synchronized state, the equilibrium voltage portion of the output voltage of the multiplicative mixer 53 depends solely on the phase difference of the synchronization symbol and the divided signal. For example, it is positive for a positive phase deviation The low-pass filter 56, which has a bandwidth of approximately 0.55 H /., This DC voltage component is separated from the substantially higher-frequency AC components. The clock generator 55 is synchronized with the filtered voltage.

Hei sequentieller (Jhermhtliing der Ampliuideninformutioncn für die Frsatztöne hat dieses Signal ein Spektrum, wie es in F i g. 4 dargestellt ist.He more sequential (generation of the amplitude information for the face tones, this signal has a spectrum as shown in FIG. 4 is shown.

Die Frequenz f\ entspricht der Rotalionsfrequenz des rotierenden Schalters 11 bzw. 27. Λ und Λ entspricht jeweils ?. ■ f\ und 3 ■ f\ usw. Diese .Spektrallinien treten ohne Nebenspektren auf. wenn ein kontinuierlicher [Dauerton übertragen wird. Da jedoch die Frsatztöne vorwiegend bei Rhvthmusinsirumenten auftreten, gruppiert sich um jede .Spektrallinie jeweils ein Nebenspektrum. welches sich um so weiter von der Spektrallinie entfernt, je schneller ein mögliches »Tremolo« innerhalb der gerade gespielten Musik ist. Auch bei der Frequenz /Ό. also bei Gleichspannung, liegt eine solche .Spektrallinie, was nichts anderes heißt, als daß das Steuersignal wie bei einem Fernsehsignal auch einen sog.» Gleichspanniingsanteil« hat. dem ein Niederfrequenzanteil zugeordnet ist. Das heißt, auch dieser» Gleichspannungsanteil« schwankt im Rhythmus des Musiktaktes. Aus der Darstellung der [i g. 4 geht hervor, daß bei der Frequenz /Ί im Spektrum cmc Lücke besteht bzw. das Spektrum sehr stark abgesenkt ist. Deshalb wird erfindungsgemaH bei dieser Frequenz /',. ι also bei halber Rotationsfrequenz des rotierenden Schalters, das Synchronisiersignal zur Synchronisation ties empfiingerseiligen rotierenden Schalters übertragen. The frequency f \ corresponds to the redialion frequency of the rotating switch 11 or 27. Λ and Λ each correspond to ?. ■ f \ and 3 ■ f \ etc. These spectral lines appear without secondary spectra. when a continuous [tone is transmitted. However, since the grotesque tones occur predominantly with rhythm instruments, a secondary spectrum is grouped around each spectral line. which moves further away from the spectral line, the faster a possible "tremolo" is within the music being played. Even with the frequency / Ό. So with DC voltage, there is such a .spectral line, which means nothing else than that the control signal, like a television signal, also has a so-called " DC voltage component "has. to which a low frequency component is assigned. This means that this "direct voltage component" also fluctuates in the rhythm of the music beat. From the representation of the [i g. 4 shows that at frequency / Ί in the spectrum cmc there is a gap or the spectrum is very much reduced. Therefore, according to the invention, at this frequency / ',. So at half the rotation frequency of the rotating switch, the synchronization signal for synchronization ties the receiving rotating switch transmitted.

Aus diesem Grund teilt der Frequenzteiler 54 bzw. 52For this reason, the frequency divider divides 54 and 52, respectively

in die Frequenz, des Taktsignals nicht um den Wert /;. sondern um den Wert 2n. Fin Synchronisiersignal, welches nur bei einer einzigen Frequenz, hier I auftritt. ist zwangsläufig ein Sinussignal. Wie die Spekliaklar stellung zeigt, ist es jedoch auch möglich, bei it.. >/. usw. ■ .Signalanteile des Synchronisiersignal¹! zu übertragen. Mit anderen Worten: das Synchronisiersignal darf auch ein Signal mit nur ungcradzahligcn Oberwellen sein, also z. H. eine symmetrische Trapezspannung. Fin solches Signal hai den Vorteil, daß zur Synchronisationin the frequency, of the clock signal not by the value / ;. but about the value 2n. Fin synchronization signal, which occurs only at a single frequency, here I. is inevitably a sinusoidal signal. As the special statement shows, it is also possible to use it .. > /. etc. ■ .Signal components of the synchronization signal ¹ ! transferred to. In other words: the synchronizing signal may also be a signal with only odd harmonics, e.g. H. a symmetrical trapezoidal tension. Such a signal has the advantage that it is used for synchronization

."> tue Phasenverschiebung exakter übertragen wird ais bei einem reinen Smussignal (z. B. wegen definierterer Nulldurchgänge).. "> do phase shift is transmitted more precisely than at a pure smile signal (e.g. because of more defined zero crossings).

Wenn bei Sonderanwendungen des Systems der Fall auftreten sollte, daß die Korrelation zwischen demIf, in special applications of the system, the case should arise that the correlation between the

:> Tonsignal des unleren Frequenzbereiches und derjenigen des oberen nicht besteht, so kann natürlich eine von der Amplitude des Tonsignals des unteren Frequenzbereiches abgeleitete Regelspannung zur Korrektur des P-Faktors verwendet werden, was natürlich auf der:> Sound signal of the lower frequency range and those of the above does not exist, one of the amplitude of the audio signal of the lower frequency range derived control voltage to correct the P factor used, which of course on the

so Wiedergabeseite entsprechende Gegenmaßnahmen erfordert. so the display side requires appropriate countermeasures.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1, System für die Übertragung breitbandiger Tonsignale über einen Übertragungskanal mit verminderter Übertragungsbandbreite, bei dem nach Art eines Vocoders seudeseitig das zu übertragende Tonsignal in das den unteren Signalbereich umfassende Basisband und einen oberen Signalbereich unterteilt wird, der obere Signalbereich mit Hilfe von Filtern in eine Anzahl von Teilbereichen aufgeteilt wird und in jedem Teilbereich die Augenblickswerte der Energieverteilung bestimmt werden, worauf diese Informationen auf einen Hilfsträger aufmoduliert, im Frequenz- oder Zeitmultiplex unter Hinzufügen des von einem Tiefpaß abgegebenen unveränderten Basisbandes über den Ubertragungskanal übermittelt werden, und bei dem empfangsseitig aus dem Frequenz- oder Zeitmultiplexsignal die informationen über die Augenblickswerte der Energieverteilung in den einzelnen Ysilbereichen wiedergewonnen und damit Ersatzgencratoren gesteuert werden und aus den hierdurch gewonnenen Ersatzsignalen und dem direkt übertragenen Basisband durch Addition ein Tonsignal geformt wird, das mit dem ursprünglichen breitbandigen Tonsignal gleich klingt, dadurch gekennzeichnet, daß zum störungsfreien Empfang des Basisbandes mittels konventioneller Empfangseinrichtungen, bei denen keine Einrichtungen zur Ersatzsignalgewinnung Verwendung finden, sendeseitig bei der Modulation des von einem Generator M4) gelieferten Hilfsträger in einem Modulator (13) mit den Augenblickswerten der Energieverteilung der von den als Bandpässe ausgebildeten FiStern (4 ... 6) gelieferten Teilbereiche die Amplitude des Hilfsträger proportional zur Amplitude der Augenblickswerte mitgesteuert wird und daß dabei der Pegel des im Modulator (13) modulierten Hilfsträger um mindestens 10 dB unter den Pegel des zeitlichen Mittelwertes des vom Tiefpaß (3) abgegebenen und direkt übertragenen Basisbandes abgesenkt wird.1, system for broadband transmission Audio signals over a transmission channel with reduced transmission bandwidth in which in the manner of a vocoder, the audio signal to be transmitted on the sea side in the lower signal range comprehensive baseband and an upper signal range, the upper signal range is divided into a number of sub-areas with the aid of filters and in each sub-area the instantaneous values of the energy distribution are determined, whereupon this information is based modulated on a subcarrier, in frequency or time division multiplex with the addition of one Unchanged baseband emitted low-pass are transmitted via the transmission channel, and on the receiving side from the frequency or time division multiplex signal the information about the Recovered instantaneous values of the energy distribution in the individual Ysil areas and thus Replacement generators are controlled and from the substitute signals obtained in this way and the directly transmitted baseband by addition Sound signal is formed, which sounds the same as the original broadband sound signal, thereby characterized in that for interference-free reception of the baseband by means of conventional Receiving devices in which no devices for generating substitute signals are used, on the transmission side with the modulation of the subcarrier supplied by a generator M4) in one Modulator (13) with the instantaneous values of the energy distribution of the as bandpass filters trained FiStern (4 ... 6) delivered sub-areas the amplitude of the subcarrier is controlled proportionally to the amplitude of the instantaneous values and that the level of the subcarrier modulated in the modulator (13) is below by at least 10 dB the level of the temporal mean value of the output from the low-pass filter (3) and transmitted directly Baseband is lowered. 2. System nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Übertragung der Augenblickswerte der Energieverteilung im Zeitmultiplex ein Synchronisiersignal mitübertragen wird, daß dieses Synchronisiersignal durch Frequenzteilung des einen rotierenden Abtas'.schalier (11) schrittweise steuernden Ausgangssignales eines Taktgenerators (51) in einem Frequenzteiler (52) gewonnen wird, daß seine Folgefrequenz gleich der halben Rotationsfrequenz des Abtastschalters (I I) ist, und daß seine Amplitude während der Tonsignalpausen höchstens gleich dem Pegel des Systemrauschens ist.2. System according to claim I, characterized in that the transmission of the instantaneous values Energy distribution in time division a synchronization signal is also transmitted that this synchronization signal by dividing the frequency of a rotating Abtas'.schalier (11) gradually controlling Output signal of a clock generator (51) in a frequency divider (52) is obtained that its Repetition frequency is equal to half the rotation frequency of the sampling switch (I I), and that its amplitude during the audio signal pauses is at most equal to the level of the system noise. Die Erfindung befaßt sich mit einem System für die Übertragung breitbandiger Tonsignale über einen Übertragungskanal mit verminderter Übertragungsbandbreite, bei dem nach Art eines Vocoders sendeseitig das zu übertragende Tonsignal in das den unteren Signalbereich umfassende Basisband und einen oberen Signalbereich unterteilt wird, der obere Signalbereich mit Hilfe von Filtern in eine Anzahl von Teilbereichen aufgeteilt wird und in jedem Teilbereich die Augenblickswerte der Energieverteilung bestimmt werden, worauf diese Informationen auf einen Hilfsträger aufmoduliert, im Frequenz- oder Zeitmultiplex unter Hinzufügen des von einem Tiefpaß abgegebenen unveränderten Basisbandes über den Übertragungskanal übermittelt werden und bei dem empfangsseitig aus dem Frequenz- oder Zeitmultiplexsignal die Informationen über die Augenblickswerte der Energieverteilung in den einzelnen Teilbereichen wiedergewonnen und damit En>atzgeneratoren gesteuert werden und aus denThe invention is concerned with a system for the transmission of broadband audio signals via a Transmission channel with reduced transmission bandwidth, in the manner of a vocoder on the transmit side the audio signal to be transmitted into the baseband comprising the lower signal range and an upper one Signal range is divided, the upper signal range with the help of filters into a number of sub-ranges is divided and the instantaneous values of the energy distribution are determined in each sub-area, whereupon this information is modulated onto a subcarrier, in frequency or time division multiplex under Adding the unchanged baseband emitted by a low-pass filter via the transmission channel are transmitted and the information on the receiving side from the frequency or time division multiplex signal recovered via the instantaneous values of the energy distribution in the individual sub-areas and so that generator generators are controlled and from the ίο hierdurch gewonnenen Ersatzsignalen und dem direkt übertragenen Basisband durch Addition ein Tonsignal geformt wird, das dem ursprünglichen breitbandigen Tonsignal gleicht.ίο substitute signals obtained in this way and directly transmitted baseband is formed by adding a sound signal that corresponds to the original broadband Sound signal is the same. So arbeitende Übertragungseinrichtungen sind als Basisband-Vocoder bekannt Ausführungsformen beschreiben z. B. die DE-PS 9 35 914, die US-PS 34 31 362 und 31 39 487. Ferner sind solche Vocoder in dem Buch E. Hölzler und D.Thierbacho> Nachrichtenübertragung« Springer Verlag Berlin 1967 auf den Seiten 331 und 332 sowie in dem Artikel von M. R. Schroeder und E. E. David» A vocoder for transmitting IO Kc/s speech over a 3,5 Kc/s channel« auf den Seiten 35 ... 43 der Zeitschrift» ACUSTIKA« Band 10 (1960) abgehandelt. Bei einem solchen Übertragungssystem werden die Informationen über die Augenblickswerte der Energieverteilung einem Hilfsträger aufmoduliert und zusammen mit dem Basisband zur Empfangsstelle übertragen. Ganz gleich, wie räe Übertragung der Informationen erfolgt, ob im Frequenzmultiplex mittels jedem einzelnen Teilbereich zugeordneter Hilfsträger oder im Zeitmultiplex, bei dem die Informationen einem Hilfsträger sequentiell aufmoduliert werden, auf der Wiedergabeseite werden die diese Informationen enthaltenden Signale durch ein Tiefpaßfilter, das nur das Basisband durchlast, gehörmäßig unterdrückt und dann die aus diesen Informationen abgeleiteten Ersatzsignale dem Basisband wieder zugesetzt.Transmission devices operating in this way are described in embodiments known as baseband vocoders z. B. DE-PS 9 35 914, US-PS 34 31 362 and 31 39 487. Such vocoders are also in the book E. Hölzler and D. Thierbacho> News transmission «Springer Verlag Berlin 1967 on page 331 and 332 as well as in the article by M. R. Schroeder and E. E. David "A vocoder for transmitting IO Kc / s speech over a 3.5 Kc / s channel «on pages 35 ... 43 of the "ACUSTIKA" magazine Volume 10 (1960) dealt with. In such a transmission system, the Information about the instantaneous values of the energy distribution is modulated onto a subcarrier and combined transmitted with the baseband to the receiving station. No matter how the information is transmitted takes place whether in frequency multiplex by means of subcarriers assigned to each individual sub-area or in Time division multiplex, in which the information is sequentially modulated onto a subcarrier on the On the playback side, the signals containing this information are passed through a low-pass filter, which only has the Baseband throughload, aurally suppressed and then the substitute signals derived from this information are added back to the baseband. Werden nun solche Basisband-Vocoder in einem Fernsprechnetz oder zur Modulation eines Rundfunk-If such baseband vocoders are used in a telephone network or for modulating a broadcast senders eingesetzt, um eine breitbendigere Übertragung zwischen den mit diesen Einrichtungen ausgerüsteten Stellen zu ermöglichen, so muß gefordert werden, daß nicht mit Vocodereinrichtungen ausgerüstete Empfangsstellen nun wenigstens das Basisband ungestört empfangen können. Da sie keine Filter zur Unterdrükkung der Zwischenträgersignale eingebaut haben, machen sich bei ihnen diese als störende Pfeiftöne bemerkbar. Ähnlich wie beim Stereorundfunk muß deshalb auch hier eine entsprechende Kompatibilität gefordert werden, d. h. ältere, nicht mit dem Vocodereinrichtungen ausgerüstete Empfänger müssen die Sendungen eines Basisbandvocoders ungestört empfangen können, wenn auch bei ihnen dann keine breitbandige Übertragung erfolgt und nur das Basisband hörbar ist.transmitter used to provide a broader broadcast between the bodies equipped with these facilities, it must be required that Receiving stations not equipped with vocoder devices now have at least the baseband undisturbed can receive. Since they have no filters for suppression who have built in subcarrier signals, they turn out to be annoying whistling tones noticeable. Similar to stereo broadcasting, a corresponding compatibility must therefore also be achieved here are required, d. H. older receivers not equipped with the vocoder must have the Broadcasts from a baseband vocoder can be received undisturbed, even if they do not have any Broadband transmission takes place and only the baseband is audible. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Basisband-Vocoder in dem Sinne zu verbessern, daß jetzt die von einer mil einem Basisband-Vocoder ausgerüsteten Sendestelle ausgehenden Sendungen nicht nur mit der gewünschten Übertragungsbandbreite von Empfangsstellen mit ebenüoichen Vocodereinrichtungen empfangen werden können, sondern daß auch konventionelle Empfangseinrichtungen diese Sendungen mit der bei ihnen üblichen Qualität (3,4 kHz Fernsprechkanal bzw. etwa V₂ Senderabstand bei AM-Funkübertragung) einwandfrei empfangen können. Es muß also das bekannte Verfahren für den Betrieb eines Basisband-Vocoders soThe present invention is based on the object of improving a known baseband vocoder in the sense that the broadcasts from a transmitting station equipped with a baseband vocoder can now be received not only with the desired transmission bandwidth by receiving stations with the same vocoder devices, but rather that even conventional receiving devices can properly receive these broadcasts with their usual quality (3.4 kHz telephone channel or about V ₂ transmitter spacing for AM radio transmission). So it must be the known method for operating a baseband vocoder