DE2424112C2 - Circuit arrangement for the transmission of control data between frequency-modulated VHF broadcasting stations - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von binären Steuerdaten zwischen frequenzmodulierten UKW-Rundfunksendern mit Stereo-Übertragung, insbesondere zwischen Hauptsendern und über Ballempfang betriebenen Füllsendern, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for transmitting binary control data between frequency-modulated VHF radio stations with stereo transmission, especially between main stations and filling transmitters operated via ball reception, according to the preamble of claim 1.

In UKW-Rundfunksendenetzen können räumlich abgelegene Füllsender durch Ballempfang, also durch Demodulation eines in einem Kanal empfangenen Sendesignals, mit dem Übertragungsprogramm versorgt werden, das dann von den Füllsendern in anderen Kanälen abgestrahlt wird. Hierdurch werden Empfangsstellen, die wegen ihrer räumlichen Lage den Hauptsender nicht empfangen können, in die Lage versetzt, trotzdem auf dem Umweg über einen Füllsender das Rundfunkprogramm zu empfangen.In VHF broadcasting networks, spatially remote filling stations can be received through ball reception, i.e. through Demodulation of a transmission signal received in a channel, supplied with the transmission program which is then emitted by the filling transmitters in other channels. As a result, receiving stations, which because of their spatial location, are the main transmitters can not receive, put in a position, nevertheless, via a filling station that To receive broadcast programs.

Für die häufig in schlecht zugänglichem Gelände aufgestellten Füllsender werden keine besonderen Modulationsleitungen für die Zuführung des Programms benötigt. Sie müssen jedoch außer der Versorgung mit dem Programm über Ballempfang noch Steuersignale für ihren eigenen Betrieb erhalten. Außerdem müssen sie über Rückball der sie steuernden Stelle, die meist beim Hauptsender vorgesehen ist, Auskünfte über ihren eigenen Betriebszustand geben können.No special ones are required for the filling transmitters, which are often set up in poorly accessible areas Modulation lines required for feeding the program. However, you must save the Supply with the program via ball reception still received control signals for their own operation. In addition, they have to use the back ball of the controlling body, which is usually provided by the main transmitter, Being able to provide information about their own operating status.

Es ist an sich bekannt, langsame Telegrafiezeichen durch Frequenzumtastung der Trägerwelle über amplitudenmodulierte Rundfunksender zusätzlich zu übertragen. Ist dabei der Frequenzhub niedrig, so ergeben sich durch die zusätzliche Zeichenübertragung für den Rundfunkhörer keine Störungen, besonders dann, wenn die Trägerwelle außerhalb des Hörbereichs oder die ■'< Amplitude unter der Hörschwelle liegt Dieses bekannte Verfahren ist jedoch bei der frequenzmodulierten Rundfunkübertragung und besonders bei Stereoübertragung nicht anwendbar, da hier Störungen nicht vermeidbar sind.It is known per se to additionally transmit slow telegraphic characters by frequency shift keying of the carrier wave via amplitude-modulated radio transmitters. Is the frequency deviation low, resulting from the additional character transmission for radio listeners no interference, especially if the carrier wave outside the listening area or ■ '<amplitude is below the threshold of hearing, this known process is at but in the frequency-modulated radio broadcasting and especially Stereo transmission cannot be used because interference cannot be avoided here.

ίο In dem Aufsatz »Fernwirktelegramm-Übertragung im UKW-Hörfunk über Ball« von Budnik und Kortkamp in Rundfunktechnische Mitteilungen Jahrg. 17 (1973) Heft 1, Seilen 15 bis 21, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, Fernwirktelegramme über UKW-Hörfunk mittels Frequenzumtastung im Frequenzbereich bei 19 kHz zu übertragen, wobei die Lücken zwischen Stereo-Pilot (19 kHz) und Stereo-Hauptsignal (0,03—15 kHz) bzw. -Zusatzsignal (23—53 kHz) ausgenutzt werden und die beiden Trägersignale von i7 bzw. 21 kHz einen Niedrigpegel von etwa —40 bis —44dBm aufweisen. Bei diesem Pegel sowie bei einer empfangsseitigen, mittels n-Pfad-Filter erreichten 3 dB-Bandbreite von etwa 30 Hz sind zum einen die Störeinflüsse, hervorgerufen durch bei Sendeprogramm-Modulation entstehende, in die obigen Lücken fallende Klirr- und Mischprodukte des UKW-Senders, auf die Fernwirk-Telegramme und zum anderen die Hörbarkeit der Fernwirk-Telegramme im Heimempfänger, hervorgerufen durch Mischproduktbilaung mit Stereo-Pilot bzw. mit Programm, weitgehend unterdrückt.ίο In the article "Remote control telegram transmission in VHF radio via Ball" by Budnik and Kortkamp in Rundfunktechnische Mitteilungen Volume 17 (1973) Issue 1, ropes 15 to 21, a method has been proposed to send telegrams over VHF radio using frequency shift keying Frequency range at 19 kHz, whereby the gaps between the stereo pilot (19 kHz) and the stereo main signal (0.03-15 kHz) or additional signal (23-53 kHz) are used and the two carrier signals of i7 resp. 21 kHz have a low level of about -40 to -44dBm. At this level and with a 3 dB bandwidth of about 30 Hz achieved by means of an n-path filter on the receiving side, there are, on the one hand, the interference caused by the distortion and mixing products of the VHF transmitter that occur during broadcast program modulation and fall into the above gaps , on the telecontrol telegrams and, on the other hand, the audibility of the telecontrol telegrams in the home receiver, caused by mixed product formation with stereo pilot or with a program, largely suppressed.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens anzugeben, die es in unaufwendiger Weise gestaltet, auch mehr als einen Daten- und/oder Steuerkanal gleichzeitig zu betreiben, ohne daß die weitgehende Unterdrückung der geschilderten Störeinflüsse auf die Fernwirk-Telegramme bzw. deren Hörbarkeit in den Heimempfängern aufgehoben wird.The object of the invention was to provide a circuit arrangement for carrying out the method mentioned specify that it designs in an inexpensive manner, including more than one data and / or control channel to operate at the same time without the extensive suppression of the described interfering influences on the Telecontrol telegrams or their audibility in the home receivers is canceled.

«ο Die Lösung erfolgt durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Mittel. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 2 dargestellt.«Ο The solution is provided by the claim 1 specified means. An advantageous embodiment is shown in claim 2.

Durch die aufgeführten Maßnahmen werden die Vorteile erzielt, daß mehrere Daten- und/oder Steuerkanäle mit ausreichender Güte zusätzlich zum Stereo-Rundfunkprogramm übertragbar sind und daß diese Übertragung störungsfrei außerhalb der hörbaren Frequenzbereiche, auch ohne Auftreten von hörbaren Kreuzmodulationsprodukten sowie ohne Benutzung des gegebenenfalls für andere Zwecke benötigten sogenannten »SCA-Kanais« erfolgt. Es ist dabei beispielsweise für jeden Kanal eine Bandbreite von 30 Hz vorgesehen, womit immerhin Daten und Steuersignale oder Fernschreibzeichen mit 50 Baud übertragbar sind.The measures listed have the advantage that several data and / or control channels can be transmitted with sufficient quality in addition to the stereo broadcast program and that these Transmission without interference outside of the audible frequency ranges, even without the occurrence of audible ones Cross-modulation products as well as without using the so-called possibly required for other purposes "SCA channels" takes place. For example, there is a bandwidth of 30 Hz for each channel provided, which means that data and control signals or telex characters can be transmitted at 50 baud.

Durch Mehrfachausnutzung der Schaltungsbaugruppen wie z. B. der teuren hochstabilen Quarzgeneratoren erreicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen relativ kleinen Aufwand. Die übrigen Baugruppen der Schaltungsanordnung können sowohl sende- als auch empfangsseitig in Hochintegrationstechnik realisiert werden.By multiple use of the circuit assemblies such. B. the expensive, highly stable quartz generators the circuit arrangement according to the invention achieves relatively little effort. The remaining assemblies the circuit arrangement can be implemented using high-level integration technology on both the transmit and receive sides will.

Die Erfindung wird anhand von Abbildungen erläutert. InThe invention is explained with reference to figures. In

Fig. 1 ist schematisch die für die Einlagerung derFig. 1 is the schematic for the storage of

t>5 Steuersignale auf der Sendeseite benutzte Anordnung dargestellt.t> 5 control signals arrangement used on the transmitting side shown.

Fig. 2 zeigt die spektrale Verteilung der Steuerträgersignale in der Nachbarschaft des Stereo-Pilotsi-Fig. 2 shows the spectral distribution of the control carrier signals in the vicinity of the stereo pilot

gnais.Ingnais.In

F i g. 3 ist schematisch die empfangsseitige Demodulation der Steuersignale gezeigtF i g. 3 shows schematically the demodulation of the control signals at the receiving end

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Steuerdatenübertragung sind sowohl sende- als aLch empfangs- s seitig jeweils zwei frequenzstabile Generatoren, beispielsweise Quarzgeneratoren, für zwei Steuerkanäle vorgesehen. Bei der sendeseitigen Anordnung der Fig. 1 speisen die beiden Generatoren G 11, G 12 zwei Frequenzteiler TtI, T\2, deren Frequenzteilerverhältnis durch die zu übertragenden Daten umsteuerbar ist. Es kann beispielsweise das Teilerverhältnis zwischen den Werten 16 χ 11 = 176 und 16 χ 9 = 144 umschaltbar sein, wodurch aus < einer Generatorfrequenz /11 = 2,97 MHz die Datenübertragungsfrequenzen /21 = 16,9 und/31 = 20,6 kHz entstehen.In the embodiment of the control data transmission shown, two frequency-stable generators, for example quartz generators, for two control channels are provided on both the transmission and reception sides. In the transmission-side arrangement of FIG. 1, the two generators G 11, G 12 feed two frequency dividers TtI, T \ 2, the frequency divider ratio of which can be reversed by the data to be transmitted. For example, the division ratio can be switched between the values 16 11 = 176 and 16 χ 9 = 144, whereby from <a generator frequency / 11 = 2.97 MHz the data transmission frequencies / 21 = 16.9 and / 31 = 20.6 kHz develop.

Aus der zweiten Generatorfrequenz /12 von beispielsweise 3,05 MHz werden durch die datengesteue· te Frequenzteilung durch 176 und 144 die Frequenzen /22 = 17,3 und /32 = 21,2 kHz gebildet. Die Spektralverteilung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Trägerfrequenzen /21, /22 und /31, /32 liegen zu beiden Seiten benachbart zur Stereo-Pilotfrequenz Si von 19 kHz des UKW-Rundfunksenders. Diese Trägerfrequenzen sind im Ruhezustand der Datenübertragung ausgeschaltet. Bei der binären Datenübertragung wird in dem einen Kanal zwischen den Frequenzen /21 und /31, im anderen Kanal zwischen den Frequenzen /22 und /32 umgewechselt. Die umgetasteten Trägerfrequenzen beider Kanäle werden im Summierer M1 zusammenge- jo faßt und über den gemeinsamen Bandpaß BP dem Summierer Ml zugeführt, wo die Datenträger mit dem Rundfunkprogramm zusammengefaßt werden. Das Summensignal wird dem Sender Tr zugeführt und über die Antenne A abgestrahlt. )iFrom the second generator frequency / 12 of 3.05 MHz, for example, the frequencies / 22 = 17.3 and / 32 = 21.2 kHz are formed by the data-controlled frequency division by 176 and 144. The spectral distribution can be seen from FIG. The carrier frequencies / 21, / 22 and / 31, / 32 are on both sides adjacent to the stereo pilot frequency Si of 19 kHz of the VHF radio transmitter. These carrier frequencies are switched off when data transmission is idle. In the case of binary data transmission, one channel is switched between the frequencies / 21 and / 31 and the other channel between the frequencies / 22 and / 32. The shift keyed carrier frequencies of both channels are in the adder zusammenge- M 1 jo handled and supplied to the adder Ml via the common bandpass filter BP, where the disks are combined with the broadcast program. The sum signal is fed to the transmitter Tr and emitted via the antenna A. ) i

Die Übertragung der Steuerdaten erfolgt — um hörbare Störungen bei den Rundfunkieilnehmern als Folge von durch Nichtlinearitäten hervorgerufener Kreuzmodulation zwischen den Trägerfrequenzen und dem Stereo-Pilotton zu vermeiden — mit geringem Pegel. Es sinkt dadurch zwar der Signal-Rauschabstand der Datenübertragung, aber dieses ungünstige Verhalten wird durch eine begrenzte Übertragungsbandbreite beim Datenempfang ausgeglichen. Es können immerhin bei je 30 Hz Übertragungsbandbreite für jeden Trägerkanal binäre Signale mit 50 Baud übertragen werden. Diese Geschwindigkeit reicht für die Übertragung von Steuerdaten oder von Fernschreibzeichen aus.The transmission of the control data takes place - in order to avoid audible disturbances among the broadcasters as Sequence of cross-modulation between the carrier frequencies and caused by non-linearities avoid the stereo pilot tone - at a low level. It does reduce the signal-to-noise ratio data transmission, but this unfavorable behavior is due to a limited transmission bandwidth balanced when receiving data. At least a transmission bandwidth of 30 Hz can be used for each carrier channel binary signals can be transmitted at 50 baud. This speed is sufficient for the transfer of Tax data or from telex characters.

In der in Fig. 3 als Ausführungsbeispiel gezeigten Datenempfangseinrichtung wird das Ausgangssignal des Ballempfängers B in der Filieranordnung Fl einer V01 selektion unterzogen. Das Datenträgergemisch wird abgesondert und der Stereo-Pilotton von 19 kHz wird herausgefiltert. Das selektierte Datenträgergemisch wird je zwei n-Pfadfiltern F21, F31 und F22, F32 zugeführt, die über die Frequenzteiler Γ21, Γ31 und Γ22, 7"32 durch die Generatoren GH und G12 gesteuert werden. Diese Generatoren sind gleichartig mit den sendeseitigen Generatoren GIl und G 12 der Fig. 1.In the data receiving device shown as an exemplary embodiment in FIG. 3, the output signal of the ball receiver B is subjected to a V01 selection in the filtering arrangement F1. The mixed media is separated and the stereo pilot tone of 19 kHz is filtered out. The selected data carrier mixture is fed to two n-path filters F21, F31 and F22, F32, which are controlled via the frequency dividers Γ21, Γ31 and Γ22, 7 "32 by the generators GH and G12. These generators are similar to the generators GIl and on the transmitter side G 12 of FIG. 1.

Die Demodulation der frequenzumgetasteten Datenkanäle erfolgt durch Vergleich des einer Schiebekette K 1 bzw. K 2 zugeführten frequenzumgetasteten Signals mit dem Ausgangssignal der Schiebekette. Die Schiebeketten sind dabei durch untersetzte Takte des dem Kanal zugeordneten Generators G11 bzw. G12 gesteuert. Der Vergleich der Signale erfolgt durch die Exclusiv-ODER-Sdialtungen O 21, O 31 und O 22, O 32. Die Ausgangssignale dieser ODER-Schaltungen werden über die Integratoren /21, /31 bzw. /22. /32 den Vergleichsverstärkern VI und VlI zugeführt, die an ihren Ausgängen die Datensignale I und II liefern.The frequency-shift keyed data channels are demodulated by comparing the frequency shift keyed signal fed to a shift chain K 1 or K 2 with the output signal of the shift chain. The sliding chains are controlled by reduced clocks of the generator G11 or G12 assigned to the channel. The signals are compared using the exclusive OR circuits O 21, O 31 and O 22, O 32. The output signals of these OR circuits are transmitted via the integrators / 21, / 31 and / 22. / 32 to the comparison amplifiers VI and VI, which deliver the data signals I and II at their outputs.

Die in Fig. 1 dargestellte Datensendeanordnung kann bei einer Hauptsendestelle vorgesehen sein, während die über Ballempfang betriebenen Füllsender mit einer in Fig. 3 gezeigten Empfangsanordnung ausgerüstet sind. Für die Rückmeldung vom Füllsender aus ist dort ebenfalls eine Datensendeeinrichtung und bei der Hauptsendestelle eine Datenempfangseinrichtung vorzusehen. Vielfach wird es jedoch nicht zweckmäßig sein, bei der Hauptsendestelle selbst die Datenempfangseinrichtung anzuordnen, da dort der Empfang der Rückmeldungen wegen der räumlichen Anordnung und der vom Hauptsender abgewandtei Strahlrichtung der Antenne des Füllsenders unzureichend sein kann. In diesen Fällen wird die Empfangseinrichtung an geeigneter Stelle aufgestellt und mit der Kommandostelle der Steuerdaten durch einen Übertragungsweg verbunden.The data transmission arrangement shown in FIG can be provided at a main transmission point, while the filling transmitter operated via ball reception are equipped with a receiving arrangement shown in FIG. For the feedback from the filling transmitter off there is also a data transmission device and a data reception device at the main transmission point to be provided. In many cases, however, it will not be practical to use the To arrange data receiving device, since there the receipt of the feedback because of the spatial The arrangement and the beam direction of the antenna of the filler transmitter facing away from the main transmitter are inadequate can be. In these cases, the receiving device is set up at a suitable location and connected to the Command point of the control data connected by a transmission path.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von binären Steuerdaten zwischen frequenzmodulierten U KW-Rundfunksendern mit Stereo-Übertragung, insbesondere zwischen Hauptsendern und über Ballempfang betriebenen Füllsendern, mittels in den Übertragungsfrequenzbereich eingelagerter frequenzumgetasteter Trägersignale, deren Frequenzen benachbart zu dem Stereopilotton liegen, unter empfangsseitiger Verwendung von n-Pfad-Filtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der Trägersignale <7"21, /31 bzw /22, /32) sendeseitig aus einem Generator (GH bzw. G12) fester Gi undfrequenz (fit bzw. /12) durch einen Frequenzteiler (TU bzw. Γ12) abgeleitet sind, dessen Teilerverhältnis durch die binären Steuerdater. (I bzw. II) umsteuerbar ist, und empfangsseitig durch n-Pfad-Filter (F21, F31 bzw. F22, F32) ausgesiebt werden, die aus einem weiteren Generator (GIl bzw. G 12) gleicher Grundfrequenz (fti bzw. /12) über zwei Frequenzteiler (T21, Γ31 bzw. Γ22, Γ32) mit den sendeseitigen Teilerwerten gesteuert sind, und mittels eines durch die gleiche Grundfrequenz (/11 bzw. /12) getakteten Schieberegisters (K 1 bzw. K 2) demoduliert werden.1.Circuit arrangement for the transmission of binary control data between frequency-modulated U KW radio transmitters with stereo transmission, in particular between main transmitters and filling transmitters operated via ball reception, by means of frequency-shift keyed carrier signals embedded in the transmission frequency range, the frequencies of which are adjacent to the stereo pilot tone, using n- Path filters, characterized in that the frequencies of the carrier signals <7 "21, / 31 or / 22, / 32) on the transmit side from a generator (GH or G 12) of fixed frequency (fit or / 12) through a frequency divider (TU or Γ12) are derived, the division ratio of which can be reversed by the binary control data (I or II), and are sifted out at the receiving end by n-path filters (F21, F31 or F22, F32), which are extracted from a further Generator (GIl or G 12) with the same basic frequency (fti or / 12) controlled by two frequency dividers (T21, Γ31 or Γ22, Γ32) with the divider values at the transmitter s ind, and demodulated by means of a shift register (K 1 or K 2) clocked by the same basic frequency (/ 11 or / 12). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden von mehreren Steuerkanälen (I, II) sendeseitig ein individueller Generator (G 11, G 12) mit individueller Grundfrequenz (/11, /12) und individuellem Frequenzteiler (TU, T12) und empfangsseitig ein weiterer Generator (G 11, G12) gleicher Grundfrequenz mit individuellen Filtern (F21, F31 bzw. F22, F32) und Demodulatoren (Ki, K 2) vorgesehen ist.2. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that for each of several control channels (I, II) on the transmitting side an individual generator (G 11, G 12) with an individual base frequency (/ 11, / 12) and an individual frequency divider (TU, T12) and a further generator (G 11, G12) of the same basic frequency with individual filters (F21, F31 or F22, F32) and demodulators (Ki, K 2) is provided on the receiving side.