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Verfahren und Vorrichtung zur multiplexen Übertragung einer Vielzahl
von Informations Signalen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen
Übertragung einer Vielzahl von Informationssignalen sowie ein multiplexes Übertragungs-
und Empfangs system zur Durchführung des Verfahrens.
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Es sind viele Anwendungsfälle bekannte für welche eine multiplexe
Signalübertragung notwendig ist. Ein sehr wichtiger Anwendungsbereich ist die Nachrichtenübertragung,
wenn gleichzeitig eine Vielzahl von Informationen mit Hilfe nur eines Senders übertragen
werden soll. Andere Anwendungsgebiete können Übertragungsstrecken mit Einzelfrequenz-Relaisve
rstärkern oder Ein zelfrequenz - Duplex-Üb ertragungs Systeme sein. Die Erfindung
ist besonders vorteilhaft anzuwenden, wenn ein schmalbandiges Multiplexsystem benötigt
wird, bei dem die Bandbreite der Multiplexsignale die Summe der Bandbreiten der
individuell separat überübertragenen
Signale nicht übersteigen
darf.
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Es dind bereits mehrere Multiplexsysteme bekannt, zu denen Frequenzmultiplexsysteme
und Zeitmultiplexsysteme zählen. Frequenzmultiplexsysteme erfordern in der ltegel
eine Vielzahl von Hilfsträçern. webei jeder einzelne Hilfsträger mit der Information
eines Multiplexkanals moduliert wird. Beim Zeitmultiplexsystem werden die mitein
inder zu verknüpfenden Kanäle in zeitlicher Folge abgetastet, wobei die Abtastfrequenz
größer als das Zweifache der höchsten in irgendeinem der Kanäle zu übertragenden
Frequenz ist, so dLif3 Signalsegmente entstehen, die entsprechend ihrer zeitlichen
Verschiebung bei der Abtastung miteinander verschachtelt werden. Die Folge dieser
vers chachtelten Signalsegmente wird dann übertragen. Dabei können die Signalsegmente
in digitale Signale umgewandelt werden, die zeitmultiplex miteinander verknüpft
werden.
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Diese Freq,uenzmultiplex- und Zeitmultiplexsysteme verwenden eine
Zweiseitenbandmodulation des Hilfsträgers und benötigen daher eine Übertragungsbandbreite,
die größer als die Summe der Bandbreiten der individuell zu übertragenden Signale
ist. 13ei dem Frequenzmultiplex -system kann man auch eine Einstitenbandmodulation
des Hilfsträgers verwenden, womit die gesamte Übertragangsbandbreite gleich der
Bandbreite der Summe der Einzelsignale ist, jedoch ergibt sich für eine frequenzmodulierte
Übertragungsleitung, daß das Signal-Rauschverhältnis der oberen Kanäle beträchtlich
schlechtes ist. Außerdem können Frequenzmultiplexsysteme nicht in Verbindung Illit
Einzelfrequenz-Relaisverstärkersystemen oder mit Einzelfrequenz-Duplex-Übertragungssystemen
eingesetzt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufga1xe zugr unde, ein verbessertes Multiplexsystem
zu schaffen, bei dem die Bandbreite optimal ausgenützt wird und im wesentlichen
das gleiche Signal-Rauschverhältnis für alle Kanäle erzielbar
erziclbar
ist, wenn die Übertragung mit Hilfe eines frequenzmodulierten Übertragungsmediums
erfolgt. Ferner soll das Multiplexsystem eine Verbesserung des Einzelfrequenz-Relaisverstärkersystems
ermöglichen und gleichzeitig als Einzelfrequenz-Duplex-Übertragungssystem einsetzbar
sein. Dabei darf dei Bandbreite des Multiplexssignals die Summe der Bandbreiten
der individuellen zu übertragenden Signale nicht übersieigen.
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Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zur gleichzeitigen Multiplexübertragung
einer Vielzahl von Informationssignalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine
Vielzahl von n,auf eine bestiminte Bandbreite mit einer unteren und einer oberen
Grenzfrequenz begrenzten Signalen mit einer ersten vergegebenen Foplgefrequenz gebildet
werden, daß jedes der bandbebrenzten Signale zeitlich komprimiert@und daraus eine
Folge von Signalsegmenten (Signalproben) bestimmter zeitlicher Länge gebildet wird,
wobei die Foge der Signalsegmente eine n-mal größere zweite Folgefrequenz als die
erste vorgegebene Folgefrequez hat, daß die Bandbreite für jedes Signalsegment mit
der bestimmten zeitlichen Länge innerhalb eines zweiten Frequenzbandes beibchalten
wird, wobei die untere Grenzfrequenz im wesentlichen gleich dem n-fachen der unteren
Grenzfrequenz und die obere Grenzfrequenz im wesentlichen gleich dem n-fachen der
oberen Grenzfrequenz der bestimmten Bandbreite der Vielzabl von n Signalen ist,
und daß die Folge von Signalsegmenten bestimmter zeitlicher Länge über ein Übertragungsmedium
übertragen werden.
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Für den Empfang und die Wiedergabe der übertragenen Signalelemente
bestimmter zeitlicher Lange sicht die Erfindungver, daß ein Teil eines Signalsegmentes
mit einer ersten Folgefrequenz in ein erstes Abtast-und Speicherelement eingespeist
wird, daß der verblende Teil des Signalsegments mit einer ersten Felgefrequenz in
Serie in ein zweites Abtast-und Speicherelement eingespeichert wird, daß mit dem
Auslesen des gespeicherten Teils des Signalelementes aus dem ersten Abtast und Speicherelement
zu einem Zeipunkt vor dem Ende der Einspeicherung des verbleibenden
bleibenden
Teils dos Signalsegmentes in das zweite Abtast- und Speicherelemcnt derart.begonnen
wird, daß das Ende des Auslesens des gespeicherten Teiles des Signalsegmentes aus
dem ersten Abtast- und Speicherelement zeitlich mit dem Ende des Einspeicherns des
verbleibenden Teils des Signalsegmentes in das zweite Abtast- und Speicherelement
zusammenfällt, und daß mit dem Auslesen des verbleibenden Teils des Signalsegmentes
aus dem zweiten Abtast- und Speicherelement nach dem Ende des Auslesens des ersten
Teils des Signalsegmentes aus dem ersten Abtast- und Speicherelement begonnen wird.
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Ein multiplexes Übertragungssystem für eine Vielzahl von Informationssignalen
zur Durchführung des Ve'fnhrens gen1aß der Erfindung ist mit Einric1ltungen zum
glelchzeitigen Aufnehmen der Informationssignale verbunden und sieht erfindungsgemäß
vor, daß die Einrichtung zurn Aufnehmen der Informationssignale Filtereinrichtungen
umfassen, um die mit einer ersten vorgegebenen Folgefrequenz aufgenommenen n Informationssignale
auf eine bestimmte Bandbreite zu begrenzen, daß den Filter einrichtungen Zeitkompressionseinrichtungen
nachgeschaltet sind, um in einer bestimmten zeitlichen Folge Signalsegmente bestimmter
zeitlicher Länge von den bandbreitenbegrenzten Signalen mit einer zweiten Folgefrequenz
aDzuleiten, die zumindest n-mal größer als die erste Folgefrequenz ist, und daß
den Zeitkompressions einrichtungen weitere Filtereinrichtungen nachgeschaltet sind,
um die Bandbreite des Signales mit der zweiten Folgefrequenz innerhalb eines Bereiches
zu halten, der etwa n-mal der bestimmten Bandbreite ist.
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Für die Empfangsseite wird für dieses multiplexe Übertragungssystem
erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Empfangs system einen Empfänger zum Empfang
von Signalen in einem unteren Frequenzband und zum Empfang einer Vielzahl zeitlich
komprimierter Signalelemente in einem oberen Frequenzband umfaßt, wobei jedes zeitlich
komprimierse Signalelement in
in einem vorgegebenen zeitlichen Vcrhältnis
zu weiteren zeitlich komprimierten Signalsegmenten steht; daß eine Synchronisat:)ons
-einrichtung aus den Signalen im unteren Frequenzband'Synchronisationssignale ableitet,
und daß Zeitexpansionsschaltungen vorhanden sind, um von zumindest einem Teil des
zeitmultiplexen Signals und dem Synchronisationssignal beaufschlagt zu werden und
das zeitmultiplexe Signal zu expandieren.
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DieMaßnahmen der Erfindung werden besonders vorteilhaft bei einem
Pulsmultiplexsystem angewendet, bei dem eine Vielzahl analoger Signale parallel
in einer bestimmten Folge in ein Speichermedium eingegeben wird. Dabei handelt es
sich normalerweise um die Sprechgeschwindigkeit bei Sprachsignalen. Diese gespeicherten
Signale werden anschließend aus dem Speichermedium in einer Folge von Pulsen bestimmter
Zeitdauer mit einer höheren Geschwindigkeit ausgelesen, als sie eingespeichert wurden.
Jeder Puls enthält die zeitkomprimierle Information von einem Kanal. Mit hilfe eines
Digital-Analogschieberegisters oder eines Speichers mit direktem Zugriff können
die Signale entweder digital oder analog gespeichert und in der gewünschten Folge
mit der gewünschten Geschwindigkeit' wieder reproduziert werden. Das Multiplexsystem
verwendet Filtereinrichtungen, um die Bandbreite der Multiplexsignale zu begrenzen
und auf einem Wert zu halten, der kleiner oder höchstens gleich der Bandbreite der
individuellen Signalbandbreiten ist.
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Unterhalb des mit der maltiplexverknüpften Information belegten Bades
wird ein Synchronisationssignal in einem niederen Frequenzband übertragen. Dieses
Synchronisationssignal-sowie das multiplexe Signal werden über das Übertragungsmedium
einem Partnerempfänger zugeführt, der die übertragenen Signale in Zeitintervallen
empfängt, welche zumindest einem Puls entsprechen, um die empfangenen Signale zu
expandieren und ein den ursprünglichen Signalen entsprechendes Signal herzustellen.
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Dä
Da nur ein Impuls zu einem gegebenen Zeitpunkt
übertragen wird und jeder Impuls den gesamten Übertragungskanal ausfüllt, wird die
gesamte Übertragungsbandbreite für jeden Kanal ausgenützt, womit das System weniger-
empfindlich gegen Fading als die bekannten Frequenzmultiplexsysteme ist. Werm für
das Übertragungsmedium eine frequenzm.odulierte Übertragungsstrecke verwendet wird,
ist das Signal-Rauschverhalten für jeden der multiplex miteinander v verknüpften
Kanäle im wesentlichen gleich und entspricht in etwa dem Signal-Rauschverhalten,
wie es für ein Einzelkanalsystem nit vergleichbarer Bandbreite ist.
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Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Ve-rbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 ein vereinfachtes i3lockdiagramm der Sendeseite
eines Pulsmultiplexsystems gemäß der Erfindung; - Fig. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm
eines Einlcanalempfängers für das Pulsmultiplexsystem gemäß der Erfindung; Fig.
2a ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Zeitexpansionsschaltung, wie sie
beim Empfänger gemäß Fig. 2 Verwendung finden kann; Fig. 3 ein ausführlicheres Blockdiagramm
der Sendeseite des Pulsmultiplexsystems gemäß der Erfindung mit einer Zeitkompressionsschaltung
und einer Pulsfolge-Umschalteinrichtung; Fig. 3a
Fig. 3a ein aus
führlicheres Blockdiagramm der Zeitkompressionsschaltung gemäß Fig. 3 unter Verwendung
von Schieberegistern; Fig. 4 ein ausführlicheres Blockdiagramm - qin er digitalen
Zeit -kompressionsschaltung, welche für jedes der Schieb register gemäß Fig. 3a
Vorwendung finden kann; Fig.5 ein Frequenzdiagramm, aus dem das Frequenzspektrum
für ein-en individuellen Kanal aus '20 Kanälen sowie das Frequenzspektrum des Multiplexsignals
hervorgeht; Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Einzelfrequenz-Relaisverstärkers für
die Verwendung im Pulsmultiplexsystem gemäß der,Erfindung; Fig. 7 das Block diagramm
eines - Einzelfrequenz-Sender-Empfängersystems, das das Pulsmultiplexsystem gemäß
der Erfin-dung verwendet.
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Mit der in Fig. 1 dargestellten Sende seite des Pulsmultiplexsystems
gemäß der Erfindung ist eine Vielzahl von Mikrophonen 10, 12, 14 mit einer Vielzahl
von Bandpaßfiltern 20, 2-2 und 24 verbunden, deren Übertragungsfrequenz b-eTeich
-zwischen etwa 300 Hz@und etwa 3 kHz liegt. Es kann jede beliebige Anzahl von Mikrophenen
entsprechend der Anzahl der zu übertragenden Kanäle verwendet werden. Für die nachfolgeffde
Betrachtung werden beispielsweise 20 Kanäle vorgesehen. Anstelle der Mikrophone
als Signalquelle kann - jede beliebige andere Signalquelle an die Bandpaßfilter
angeschlossen sein, wie z.B. Telefonleitungen, Rundfunkempfänger oder Signalspeicher
bzw. Kombinatinen solcher Signalquellen. Die Ausgangsseite eines jeden Bandpaßfilters
ist jeweils miteiner n-fachen Zeitkompressionsschaltung 30, -32 bzw.
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32 bzw. 34 verbunden. Diese Zeitkompressionsschaltungen stehen mit
einem Multiplexschalter 36 in Verbindung, der nacheinander die Ausgangs signale
der Zeitkompressionsschaltungen an ein Bandpaßfilter 38 anlegt. Dieses Bandpaßfilter:
hat eine untere Grenzfrequenz, die gleich dem n-fachen der unteren Grenzfrequenz
der Bandfilter 20, 22 und 26 ist und ferner eine obere Grenzfrequenz, die gleich
demn-fachen der oberen Grenzfrequenz dieser Bandpaßfilter ist. Bei einem 20-Kanalsy:,tem
(n = 20) hat das Bandpaßfilter 3-8- ein zwischen etwa 6 kHz und etwa 60 kEIz liegendes
Übertragungsfrequenzband. Ein Taktgeber 40 ist mit einer Taktschaltung 42 verbunden,
die ihrerseits am Multiplexschalter 36 den Zeitkompressionsschaltungen 30, 32 und
34 und einer Synchronisationsschaltung 44 liegt.
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Die Ausgangsseite dieser Synchronisationsschaltung ist mit einem Tiefpaßfilter
4G verbunden, dessen Übertragtingslandbreite unterhalb der Übertragungsbandbreite
des Bandpaßfilters 38 liegt. Die Ausgänge des Bandpaßfilters 38 und des Tlefpaßfiliers
36 sind in einer Kombinationsschaltung 48 zusammengeführt, welche die von den beiden
Filtern empfangenen Signale miteinander verknüpft und der Ausgangsklemme 50 zuführt.
Der Eingang des Tiefpaßfilters 46 ist auch mit einer Eingangsklemme 52 verbunden,
über welche Signale angelegt und über das Tiefpaßfilter zur Ausgangsklemme 50 übertragen
werden können.
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Im Betrieb werden die Signale von den einzelnen Mikrophonen 10, 12
und 14 an die entsprechenden Bandpaßfilter 20, 22 und 24 übertragen. In Fig. 5 ist
das Übertragungsspektrum 250 zwischen 300 Ilz und 3 kHz dargestellt.
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Dieses Frequenzspektrum wird an die Zeitkompressionsschaltungen 30,
32 und 34 angelegt. Jede Zeitkompressionsschaliung empfängt nur die von dem zugeordneten
Bandpaßfilter übertragenen Signale und speichert diese zeitweilig, um sie in Form
von Pulssignalen mit einer n-fachen Zeitfolge wie das empfangene Eingangssignal
zu reproduzieren. Dabei ist n eine ganze Zahl und zumindest gleich der Anzahl der
zu übertragenden Kanäle. Diese Zeitkompression kann sowohl mit IIilfe digitaler
als auch analoger Schaltungen ververwirklicht
werden, wobei z.
B. in Fig. 1 für die Zeitkompre.ssionsschaltung 34 ein "Bucket brigade-Schieberegister"
35 Verwendung finden kann.
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Dieses Schieberegister stellt ein Ladungsspeicherregister dar, das
mit analogen Signalen beaufschlagt wird und diese Ln herkömmlicher Weise ver schiebt.
Da ein derartiges Bucket brigade-Schieberegister allgemein bekannt ist, wird es
nicht weiter im Detail beschrieben.
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Die Taktschaltung 42 steuert die Zeitkompressionsschaltungen 30, 32
und 34 und veranlaßt, daß jede dieser Zeit1ronlpressionsschaltungen für eine bestimmte
Zeitdauer das angelegte Eingangssignal abtastet. Die einzelnen abgetasteten Signalsegmente
werden nach dem Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls in einer kürzeren Zeit, d.
h. mit höherer Geschwindigkeit reproduziert. Jede der Zeitkonpres sion schaltungen
kann z. B. Zeitsegmente von 64 Millisekunden des Eingangssignals abtasten und speichern
und das Signal in Form vonImpulsen mit einer Impulsbreite von 3,'2 Millisekunden
am Ende des 64 Millisekundenintervalls reproduzieren, was einer 20-fachen Kompression
entspricht. Die einzelnen Zeitkompressionsschaltungen werden von der Taktschaltung
derart gesteuert, daß die komprimierten Signalpulse in einer Folge nacheinander
auftreten, so daß nicht mehr als eine Zeitkompressionssckaltung zu einem gegebenen
Zeitpunkt einen Signalpuls liefert. Der Multiplexschalter 36 wird derart taktgesteuert,
daß er diejenige Zeitkompressionsschaltung mit dem Bandpaßfilter 38 verbindet, die
gerade einen Signalpuls liefert. Dieses Bandpaßfilter 38 empfängt nacheinander die
komprimierten Signalpulse von den.
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verschiedenen Zeitkompressionsschaltungen 30, 32 und 34 und filtert
die durch die Umschaltung und die damit bedingten Einschwingvorgänge entstehenden
hohen Frequenzen aus, um die Folge der Signalpulse an die Ausgangsklemme 50 weiter
zu übertragen.
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Die Zeitkompressionsschaltung ist so ausgelegt, daß ein zeitlich komprimiertes
, den Eingangssignalen analoges Signal äm Ausgang des Bandpaßfilters 38 zur
zur
Verfügung steht. Durch das Vorschen elnes analogen Signales wird verhindert, daß
die Bandbreite des Spektrums des Ausgang signals die Bandbreite eines der Eingangssignale,
multiplizicrt mit dem Kompressionsfaktor, im vorliegenden Fall dem Faktor 20, über
steigt. Bekannte Pulsmultiplexsysteme verwenden puls arnplituclcnl n dulierte oder
pulsckodemodulierte Impulse, wodurch Spektralkomponenten höherer Ordnung durch den
Moclulat: ion svorgarig erzeugt werden, wodurch sie nicht in der Lage sind, ein
konstantes Zeit-Bandbreitenprodukt beizubehalten, wie dies für die vorliegende Erfindung
der Fall ist.
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Durch den Zeitkompressionsvorgang wird jede Frequenz in einem an die
Kompressionsschaltung angelegten Spektrum um einen dem Kompressionsverhältnis entsprechenden
Faktor verschoben, Bei einem Eingangs spektrum, wie in Fig. 5 durch das Bezugszeichen
250 angedeutet, zwischen 300 Hz und 3 kHz und einem Kompressionsfaktor von 20 liegt
das am Ausgang tler Zeitkompressionsschaltungen 30, 32 sind 34 wirksame Spektrum
in einem Frequenzbereich zwischen 6 klIz und GO kJIz, wie es in Fig. 5 durch das
Bezugszeichen 255 angedeutet ist. Als Folge davon enthält das Ausgangs -signal am
Bandfilter 38 keine Frequenzkomponenten unterhalb n-mal 300 IIz oder 6 kHz, so daß
Frequenzen unterhalb dieser Grenzfrequenz für andere Zwecke, z. B. für die Synchronisation,
für die Datenübertragung oder für die Übertragung eines anderen Sprachkanals verwendet
werden können, wenn n ausreichend groß ist, um die erforderliche 3 kjlz-Bandbreite
unterhalb des Multiplexbandes zur Verfügung zu stellen. Die Synchronisationssignale
zum Synchronisieren der Empfänger, die das Pulsmultiplexsignal empfangen, werden
von der Synchronisationsschaltung 44 geliefert.
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Diese Synchronisationssignale werden über ein Tiefpaßfilter übertragen,
dessen Grenzfrequenz oberhalb n-mal 300 Hz liegt, um alle Störkomponenten zu entfernen,
die in das Frequenzband des Multiplexsignals fallen. Das ausgefilterte Synchronisationssignal
wird vom Tiefpaßfilter 46 an die Kombinationsschaltung 48 angelegt, in welcher dieses
mit dem Ausgangssignal vom
vom Bandpaßfilter 38 verknüpft wird
und an der Ausgangsklemme 50 zur Verfügung steht. Weitere Signale, z.B. in Form
von Datensignalen oder Sprachsignale, wenn zchn oder mehr Kanäle vorgeschen sind,
können über die Eingangsklemme 52 an das Tiefpaßfilter 46 zur Übertragung zur Ausgangsklemme
50 angelegt werden.
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In Fig. 2 ist ein Einkanalempfänger dargestellt, mit welchem die über
einen Kanal der Schaltung gemäß Fig. 1 verarbeiteten und übertragenen Signale dekodiert
werden Können. Ein Bandpaßfilter 62 ist eingangsseitig an eine Eingangsklemme 60
angeschlossen und ist gleichartig wie das Bandpaßfilter 38 gemäß Fig. 1 aufgebaut.
Ferner steht die Eingangsklemme 60 mit einem Tiefpaßfilter 64 entsprechend dem Tiefpaßfilter
46 gemäß Fig. 1 in Werbindung. ,Diese Eingangsklemme 60 ist an die Übertragungsleitung
angeschlossen und empfängt die Pulsmultiplexsignale, wie sie von der Sendeseite
gemäß Fig. 1 abgegeben werden. Die Übertragungsle-itung kann z. B. eine Zweiweg-Funkverbindung,
eine Telefonleitung oder irgendein anderes Übertragungsmedium sein. Das Bandpaßfilter
62 ist mit einer Zeitexpansionsschaltung 6:6 verbunden1 die ausgangsseitig an ein
Bandpaßfilter 68 entsprechend den sendeseitigen Bandpaßfiltern 20, 22 und 24 angeschlossen
ifi.t. Diese Zeitexpansionsschaltung 66 kann alsanaloge Schaltung mit Bucket brigade-Schieberegistern
aufgebart sein, jedoch ist es auch möglich, eine digitale Expansionsschaltung vorzusehen,
der einAnalog-Digital-Umsetzer 63 vorausgeschaltet und ein Digital-Analogumsetzer
67, wie in Fig. 2a dargestellt, nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Bandpaßfilters
68 ist mit dem Eingang eines Ver-stärkers 70 verbunden, der ausgangsseitig an einen
Lautsprecher 72 oder einen anderen Wandler angeschlossen ist. Das Tiefpaßfilter
64 ist ausgangsseitig an eine Daten-Wiedergewinnungsschaltung 74 angeschlessen,
die über die Ausgangsklemme 76 die wiedergewennenen Daten zur Verfügung stellt.
Ferner ist die Daten-Wiedergewinnungsschaltung 74 an eine Synchronisations-Wiedergewinnungsschaltung
78 angeschlossen. Das Ausgangssiganl dieser Synchronisatiohs -
Synchronisations-Wiedergewinnungsschaltung
78 wird an die Zeitexpansionsschaltung 66 angelegt, um deren Funktion zu steuern.
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Im Betrieb wird das an der Eingangsklemme 60 empfangene Pulsniultiplexsignal
über das Tiefpaßfilter 64 an die l)aten-Wiedergewitlnungsschaltung 74 übertragen,
welche die Daten dekodiert und an der Ausgangsklemme 7G zur Verfügung stellt. Die
mit IIilfe der Synchronisations-Wiedergewinnungsschaltung 78 abgeleiteten Synchronis
ationssignale werden der Zeitexpansionsschaltung 66 zugefiihrt, um diese in Betrieb
zu setzen, wenn einer - der Impulse von einer der Zeitkompressionsschaltungen 30,
32 und 34 gemäß Fig. 1 empfangen wird. Die Multiplexpulse werden über das Bandpaßfilter
62 an der Zeitexpansionsschaltung nacheinander wirksam, wie sie über die Übertragungsleitung
empfangen werden. Wenn die Synchronisations-Wiedergewinnungsschaltung 78 die Zeitexpansionsschaltung
66 einschaltet, wird der zu diesem Zeitpunkt empfangene Impuls gespeichert.
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Das Empfangen und Speichern der Impulse erfolgt mit der hohen Folgefrequenz
mit beispielsweise 3, 2 Millisekunden bei dem für die Erläuterung vorgesehenen 20-Kanalsystem.
Die empfangenen Impulse werden in einer um den Faktor 1/20 verringerten Zeitfolge
wiedergewonnen und dem Bandpaßfilter 68 zugeführt. Für ein 20-Kanalsystem wird jeder
3, 2 Millisekunden-Impuls zeitlich auf G4 Millisekunden expandiert, womit man eir.
Signalsegment erhält, dessen Zeitdauer gleich dem durch die Zeitkompressionsschaltungen
sendeseitig abgetasteten Signalsegment entspricht. Am Ende eines jeden 64 Millisekunden-Intervalles
wird die Zeitexpansionsschaltung 66 wieder in Funktion gesetzt und ein weiterer
3, 2 Millisekunden-Impuls empfangen.
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Dieser Ablauf wiederholt sich, um aii das Bandpaßfilter 68 ein kontinuierliches
Signal aus G4 Millisekunden-Signalsegmenten zuzuführen. Das Bandpaßfilter 68 entfernt
Störfrequenzkomponenten, wie sie sich durch die Umschaltung ergeben können, und
liefert ein für die Veratärkung durch den Verstärker 70 sowie für die Wiedergabe
durch den Lautsprecher 72 geeignetes Signal.
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Der
Der in Fig. 2 dargestelle Empfänger ist als Einkanalempfänger
für den Empfang von nur bestimmten, von der sendeseitigen Schaltung gemäß Fig. 1
abgegebenen Signalpulsen aufgebaut. Ein Vielkanalempfänger läßt sich leicht durch
das Vorschen weiterer separater Zeitexpansionsschaltungen entsprechend der Schaltung
66 herstellen, wobei den einzelnen Zeitexpansionsschaltungen Verstärkerschaltungen
und Lautsprecher bzw. Wiedergabeeinrichtungen für den einzelnen Kanal nachgeschaltet
sind. In einem solchen Fall werden die einzelnen Zeitexpansionsschaltungen in einer
Folge nachelnander leitend gemacht, synchron mit den Pulssignalen der entsprechenden
Kanäle. Auf diese Weise können zusätzliche Kanäle empfangen und dekodiert werden.
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Der Empfänger gemäß Fig. 2 kann auch inVerbindung mit einem anderen
Sender verwendet werden,- der ähnlich wie das System gemäß Fig. 1 aufgebaut ist
und einen Einzelirequenz-Relaisverstärker darstellt. Bei einem solchen System würde
ein Signaipüle während eines gegebenen Zeitintervalls empfangen und während eines
anderen Zeitintervalls wieder ausgesendet werden. Die Zeitverschiebung würde sich
durch die Expansion und die erneute Kompression des empfangenen Signalpulses ergeben
oder indem der empfangene Signalpuls lediglich durch ein Verzögerungsnetzwerk, z.
B.
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ein Schieberegister oder ein analoges Schiebteregister'verschoben
wird.
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In Fig. 6 ist eine Pulsmultiplexsystem gemäß der Erfindung unter Verwendung
eines derartigen Einzelfrequenz-Relaisverstärkers dargestellt. Ein Mikro -phon 260
ist an eine n-fåche Zeitkompressionsschaltung 264 über ein -Bandpaßfilter 262 mit
einem Übertragungsfrequenzbereich von 300 Hz bis 3 kllz verbunden. Der Ausgang der
Zeitkompressionsschaltung 264' wir'd über ein weiteres Bandpaßfilter 266 an einen
Sender 268 angeschlossen.
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Dieses Bandpaßfilter hat eine Frequenzbandbreite von n-mal 300 Hz
bis -n-mal 3 kHz. Der Sender 268 ist ausgangsseitig an eine Antenne 270 angeschlossen
schlossen.
Von dies er Antenne empfängt der Einzelfrequenz-Relaisverstärker über die Antenne
272 und den Empfänger 274 die von d'r Antenne 270 ausgestrahlten Signale, Der Empfänger
274 ist über eine Verzögerungsleitung 276 an den Relaissender 278 angeschlossen.
Die Ausgangsseite der Verzögerungsschaltung 276 ist auch über eine Austastschaltung
280 mit eimem Steuereingang des Empfängers 274 verbunden. Der Sender 278 steuert
eine Antenne 282 an. Es ist auch möglich. den Ausgang des Seiidcrs 278 mit der Antenne
272 über ein Entkopplungsnetzwerk zu verbinden, so daß nur eine Antenne benötigt
wird. Die Antenne 282 strahlt die verstärlctcn Signale ab, welche von der Antenne
284 eines Eikanalempfängers empfangen und an die Empfängereingangsstufe 286 weiter
übertragen werden. Ausgangsseitig ist der Empfänger 28(3 über ein ßandpaßfilter
288 mit einer Übertragungsfrequenzbandbreite von n-mal 300 IIz bis n-mal 3 kHz an
eine 1/n-fache Zeitexpansionsschaltung 290 angeschlossen. Diese Zeitexpansionsschaltung
liegt ausgangsseitig über ein Filter 292 mit einer Übertragungsfrequenzbandbreite
von 300 IIz l)is 300 kIIz und einen Verstärker 294 an einem Lautsprecher Z9G.
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Im Betrieb werden dem Mikrophon 2(30 akustische Signale zugeführt,
die mit Hilfe des Bandfilters 262 vor der Kompression in der Zeitkompressionsschaltung
264 bezüglich ihrer Bandbreite begrenzt werden. Nach der Zeitkompression werden
die Signale erneut mit hilfe des Filters 266 in der Bandbreite begrenzt und die
erhaltenen Signale über den Sender 268 ausgestrahlt. Wie bereits voraus stehend
erläutcrt, werden die zeitkomprimierten Signale in Form von Signalpulsen ausgestrahlt,
wobei der Sender 268 in dem Zeitintervall zwischen den einzelnen Pulsen abgeschaltet
wird.
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Die ausgestrahlten Pulse werden über die Antenne 272 vom Empfänger
274 empfangen und mit Hilfe der Verzögerungsschaltung 276 verzögert dem Sender 278
zugeführt. Die Verzögerungszeit ist derart abgestimmt, daß ein Anlegen der Signalpulse
an den Sender 278 vor dem Ende der Übertragung der Signalpulse durch den Sender
2(38 verhindert wird, womit auch die bei den Sender 268 und 278 nicht gleichzeitig
auf Sendebetrieb sind.
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Aufgrund
Aufgrund der über die Verzögerungsschallung
276 an den Sender 278 angelegten Signalpulse erzeugt dieser enlsprechende Signalpulse,
die über die Antenne 282 abgestrahlt werden. Gleichzeitig wird der jeweils an den
Sender angelegte Signalpuls durch die Abtastschaltung 280 festgestellt und gleichzeitig
dQr Empfänger 274 a1ngeschaltet, damit er nicht auf die von dem eigenen Sender 278
abgestrahlten Signalpulse anspricht. Durch diese Austastung ist es möglich, daß
sowohl die Sender 268 und 278 als auch die Empfänger 274 und 276 auf derselben Trägerfrcquenz
arbeiten. Während, cles Z@@@tervalls, während welchem'der Sender 2(3-8 abgeschaltet
-ist, überträgt der Sender 278 die Signalpulse zur Antenne 284. Für einen Kompressionsfaktor
von n = 2 empfängt der Empfänger 274 während der einen hälfte der Zeit des Intervalls
Signalpulse, wogegen der Sender 278 Signalpulse während der anderen Hälfte des Zeitintervalls
empfängt, während welchem der Empfänger 274 ausgetastet wird Der Empfänger 286 empfängt
die Signale über die Antenne 284 und überträgt sie über das Filter 288 zur Zeitexpansionsschaltung
290, um ein Signal zu schaffen, das dem ursprünglichen, vom SIikrophon 260 aufgenommenen
Signal entspricht und nach einer Übertragung über das Filter 292 und einer Verstärkung
irn Verstäricer 294 im Lautsprecher 29.G wiedergegeben werden kann. Die Synchronisation
kann mit hilfe herkömmlicher Verfahren vorgenommen werden oder auch anhand eines
Verfahrens, wie es im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wird.
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Durch das erwähnte Puls system ist es möglich, ein Einzelfrequenzrelaissystem
zu verwenden, indeni die Trägerfrequenz jeweils zeitanteilig benutzt wird. Das System
ist auch in einfacher Weise mit Nachrichtenübertragungsleitungen wie z.B. Telefonleitungen
verwendbar, wobei der Leitungsverstärker die komprim jert en Impulse während eines
ersten Zeitintervalls empfängt und während eines zweiten Zeitintervalls wieder zussendet,
während welchem kein Empfang stattfindet. Bei einem solchen
sochen
System können die Sender und Empfänger lurch Verstärker ersetzt werden und anstelle
der Antennen Telefonleitungen treten.
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Selbstverständlich sind auch andere Übertragungsleitungen verwendbar,
die dann an die Verstärker entsprechend anzuschließen sind.
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In entsprechender Weise ist das Pulsmultiplexsystem gemäß der Erfindung
auch in Verbindung mit einem Einzelfrequenz-Du plex-Übertragungssystem verwendbar.
In einem solchen Duplexsystem empfängt der Sende-Empfangsteil gleichzeitig aut derselben
Trägerfrequenz. In Fig. 7 ist irn Blockschaltbild ein solches Sender-Empfängersystem
dargestellt. Ein Mikrophon 300 ist über ein Bandpaßfilter 302 mit einer Übertragungsfrequenzbandbreite
von 300 Hz bis 3 kIIz an eine n-fache Zeilkompressionsschaltung 304 angeschlossen.
Der Ausgang dieser Schaltung liegt über ein Bandfilter 306 mit einer Frequenzbandbreite
von n-mal 600 IIz bis 3 kIIz an einem Sender 308. Dieser Sendeteil ist entsprechend
dem Sendeteil gemäß Fig. 6 aufgebaut. Gleiches gilt auch für den Empfangsteil, bei
dem ein Empfänger 310 über ein Bandpaßfilter 312 mit einer Übertragungsfrequenzbandbreite
von n-mal 300 Hz bis n-mal 3 kIIz an eine l/n Zeitexpansionsschaltung 314 angeschlossen
ist, die ausgangsseitig über ein 13andpaßfilter 316 mit einer Übertragungsfrequenzbandbreite
von 300 TTz bis 3 kIIz und einemVerstärker 318 an einem Lautsprecher 320 liegt.
F.ine Synchroiiisationsschaltung 322 ist einerseits mit der Zeitkompressionssbhaltung
304, der Zeitexpansionsschaltung 314, dem Sender 308 und dem Empfänger 310 sowie
der Antennenweiche 324 verbunden. An diese Anteniienweiche ist sowohl der Sender
308 als auch der Empfänger 310 angeschlossen, um gemeinsam die Antenne 326 zu benu,tzen.
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Im Duplex-Betrieb wird ein Signal mit dem Mikrophen 300 aufgenommen
und über das Filter 302 an die Zeitkompressionsschaltung 304 angelegt.
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In dies er Zeitkompressionsschaltung werden die Signalpulse abgelcitet,
die über den Sender 308 abgestrahlt werden. Die Synchronisationsschaltung 322 steuert
steuert
die Zeitkompressionsschaltung 3()4 Illld den Sender 308 und lYewirkt, daß die Antenne
326 tilger die Antennenweiche 324 mit dem Sender 308 während'der Zeit verbunden
ist, während welcher ein Signalpuls übertragen we rden soll. Die Antennenweiche
324 kann ein Antenne schalter sein, der z. B. als Diodenschalter aufgebaut ist.
Es kann jedoch auch für denselben Zweck ciii an sich bekannter Zirkulator Verwendung
finden. Selbstverständlich Iiaiun der Scn(ler auf einer separaten Antenne arbeiten
und der Empfänger mit einer eigenen Empfangsantenne ausgestattet sein.
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Die Synchronisationschaltung 322 ist auch mit der Zeitexpansionsschaltung
314 und dem Empfänger 310 verbunden, um deren Betrieb zu steuern.
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Dabei bewirkt die Synchronisationsschaltung, daß einerseits das vom
Mikrophon 300 aufgenommene Signal in einen zeitlich komprirnierten Signalpuls umgewandelt
und über den Sender 308 ausgesendet wird. Zwischen den einzelnen Signalpulsen wird
der Sender308 abgeschaltet und die Antenne 326 an den Empfänger 31-0 angeschaltet,
d. h. im Intervall zwischen den ausgesandten Signalpulsen empfängt der Empfänger
310 von dem ihm zugeordneten und in der Zeichnung nicht dargestellten Sende-Empfangssystem
Signalpulse. Diese Signalpülse werden gefiltert und in der Zeitexpansionsschaltung
314 verarbeitet, uin nach einer weiteren Ausfilterung und Verstärkung im Lautsprecher
320 wiedergegeben zu werden. Der Sender 308 und der Empfänger 310 sind auf dieselbe
Trägerfrequenz abgestimmt, so daß die Synchronisationsschaltung durch die dem Empfänger
zugeführten Austastsignale diesen für den Empfang von Signalpulsen abschaltet, wenn
der Sender 308 Signalpulse aussendet. Dadurch wird verhindert, daß der Empfänger
310 die vom Sender 308 ausgestrahlten Signale empfängt.
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Die Wirkungsweise des Duplex-Übertragungssystems ist gleich der des
Einzelfrequenz-Relaissystems, so daß der Sender 308 die koniprimierten Signal-
Signalpulse
während eines ersten Zeitintervalls aussendet und der Empfänger 310 die Signalpulse
vom zugeerdneten Sender-Empfängersystem in einem Zeitintervall empfängl, während
welchem der Sender 308 nicht wirksam ist; Der Kompressions- I,xw. Expansionsfaktor
n kann entsprechend dem gewünschten Einsatz des Systems ausgelegt werden. Wenn beispielsweise
viele gleichzeitige Übertragungen über mehrere Sende-Empfängersystemenotwendig sind,
muß der Faktor n zumindest gleich der Anzahl <1er Sender-Empfängersysteme sein,
die gleichzeitig betrioben werden sollen. Wenn nur zwei Sender-Empfängersysteme
in einem einfachen Duplexsystem betrioben werden n)uß der Faktor n zumindest 2 sein,
um eine 2:1 -Kompression zu schaffen, so daß jedes Sender-Empfängersystem zur Hälfte
der Zeit sendet und zur Hälfte der Zeit empfängt. Im praktischen Einsatz eines Duplexsystems
würde der Faktor n jedoch etwas größer als 2 sein, Fall die Ausbreitungszeit zwischen
den einzelnen Einheiten zu berücksichtigen. Es kann auch für bestimmte Systeme wünschenswert
sein, ungleiche Empfangs- und Sendezeiten vorzusehen. In einem solchen I?all könnte
jedes Sender-Empfängersystem einen anderen Faktor n haben.
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Die Zeitkompression der Signale von 300 IIz bis 3 kIIz kann in unterschiedlicher
Weise erfolgen. In einfachster Weise wäre dies mit hilfe eines Tonbandgerätes möglich,
das ein Signal Illit normaler Geschwindigkeit aufnimmt und dasselbe Signal niit
höherer Geschwindigkeit abspielt. Aufgrund der verhältnismäßig kurzen Signalsegmente
ist jedoch dieser Einsatz der Tonbandtechnik unpraktisch. Es liegt sich jedoch dieselbe
Funktion auch mit einem Speicher mit direktem Zugriff oder einem Schieberegister
erzielen, welche Signalproben empfangen und in digitaler Form speichern, um diese
mit einer größeren Geschwindigkeit abzugeben, als sie aufgenommen wurden. Man Icann
zu diesem Zweck auch einen Analogspeicher in Form eines Bucket brigade-Schieberegisters
verwenden, in weiches die Signalproben sowohl in analoger Forln eingespeichert als
auch ausgelesen
lesen werden können. Bei einer anderen Ausführungsform
werden die Signale abgetastet, in digitale Signale umgewandelt und in einem Schieberegister
gespeichert. Die Zeitkompression orhält man, indem die digitalen Signale mit einer
höheren Geschwindigkeit aus dem Speicher herausgelesen und in analoge Signale umgewandelt
werde.
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In Fig. 3 ist eine Blockdiagramm einer Ausführungsform des sendeseitigen
Teils eines Pulsmultiplexsystems dargestellt, das eine Analog-Digitalumwandlung
sowie eine Speicherung der Signale in einem Schieberegister verwendet, um die, Signale
zeitlich: zu. komprimieren. Die, Schaltung gemäß Fig. 3ist ähnlich wie die Funktionsschaltung
gemäß Fig. 1 aufgelaut, wobei jedoch zusätzlich ein Analog-Digitalumsetzer und ein
Digital-.
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Analogumsetzer vorgesehen sind. Die Schaltung gemäß Fig. 3 umfaßt
Mikrophone 110, 112 und 114, die über Bandpaßfilter 120, 122, 124 niit jeweils einer
Übertragungsfrequenzbreite von 300 Ilz bis 3 kIIz an einen Analog-Multiplexschalter
126 angeschlossen sind. Ausgangsseitig ist dieser Analgog-Multiplexschalter 126
mit einem Analog-Digitalumsetzer 128.verbunden, der digitale Zeitkompressionsschaltungen
130, 132 und 134 ansteuert. Diese Zeitkompressionsschaltungen sind ausgangsseitig
an einen Digita-Multiplexschalter 136 und über diesen an einen Digital-Analogumsetzer
137 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Digital-Analogumsetzers wird über ein
Bandpaßfilter 138 mit eine Übertragungsfrequenzbandbreite von 6 kllz bis 60 kllz
an eine Kommbinationsschaltung 148 übertragen. Von einem Taktgeber 140 wird eine
Taktschaltung 142 angesteuert, die mit dem Analog-Multiplexschalter 126, dem Analog-Digitalumsetzer
1 28, den Zeitkompressionsschaltungen 130, 132, 134, dem Digital-Multiplexschalter
136 und dem Digital-Analogumsetzer 137 verbunden ist. Eine Synchronisationsschaltung
144 ist zwischen die Zeitschaltung 142 und ein Tiefpaßfilter 146 geschaltet, an
welches auch von einer Eingangsklemme 152 aus Daten dem Tiefpaßfilter 146 zugeführt
werden können. Ausgangsseitig liegt das Tiefpaßfilter 146 an der Kombinationsschaltung
148.
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Im
Im Betrieb werden die Signale von den Bandpaßfiltern
120, 122 und 124 an den Analog-Multiplexschalter 126 angelegt. Dleser Schalter tas@@t
nacheinander die Ausgänge der einzelnen Bandfiller mit einer Gesehwindigkeit von
8 kHz ab. Das jeweils abgetastete Signalsegment bzw. die Signalprobe wird an den
Analog-Digitalumsetzer 1 28 angelegt und in ein digitales Signal umgewandelt. Bei
einem 20-Kanalsystem, bei welchem jeder Kanal mit 8 kHz abgetastet wird. arbeitet
der Analog-Digitalumsetzer 128 mit 160 kHz. Die Verwendung eines Analog-Multiplexschalters
126 und eines umsetzers 128, um die Signalproben in entsprechende digitale Informationen
umzuwandeln, sind bekannt Als Alternative zu dieser Methode kann auch ein separater
Analog-Digitalumseizer mit einer kleineren Abtastgeschwindigkeit, z. B. 8 kHz, verwendet
werden, der dann dein jeweiligen Kanal zugeordnet ist. In diesem Fall kann auf den
mit hoher Frequenz arbeitenden Umsetzer und den Analog-Multiplexschalter gemäß Fig.
3 verzichtet werden, Das Ausgangssignal des Analog-Digitalumsetzers 128 wird den
digitalen Zeitkompressionsschali.ungen 130, 132 und 134 zugeführt. Jede dieser Zeitkompressionsschaltungen
umfaßt Schieberegister für den Empfang der digitalen Signale vom Umsetzer 128 sowie
Logikschaltungen, um die digitalen Signale mit.einer höheren Gcschwindigkeit als
der Empfangs geschwindigkeit wieder auslesen zu können. Die Ausgangssignale der
digitalen Zeitkompressionsschaltungen ]30, 132, 134 werden über den Digital- Multiplexs
chalter 136 nachei n ander dem Digital -Anal,gums et zer 137 zugeführt, der in bekannter
Weise die digitalen Signale in analoge Signale umwandelt. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform dieses Digital-Analogumsetzers sollte dieser die abgetasteten Signale
festhalten, d. h.
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der Signalwert des vorzusgebenden Signals wir(' so lange beibehalten,
bis das neue Signal empfangen wird. Dadurch lassen sich die Störkomponenten -verringern,
die von dem nachfolgenden Bandpaßfilter 138 ausgefiltert werden müssen. Der Digital-Analogumsetzer
137 wandelt nach einander die komprimierten Signale in analoge Signale um und liefert
eine
eine Folge von analogen Signalpulsen, welche die analogen,
über die Mikrophone 110, 112 und 114 empfangenen Signale in einer höheren Frequenzlage
repräsenlieren. Das Ausgangssignal des Filters 138 wird über die Kombinationsschaltung
148 an die Ausgangsklemme 150 übertragen, wobei dieses mit den Signalen kombiniert
wird, welche über das Tiefpaßfilter 146 der Kombinationsschaltung 148 zugeführt
werden.
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Das an der Ausgangsklemme 150 zur Verfügung stehende Signal wird in
herkömmlicher Weise über eine Nachrichtenverbindung abgegeben.
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Jede von dem Analog-Digitalumsetzer 128 empfangene analoge Signalprobe
wird in eine Vielzahl von binären Digits umgewandelt, welche das Signalniveau des
analogen Signals repräsentieren, Diese das analoge Signalniveau repräsentierenden
Bits werden parallel an die digitale Zeitkompressionsschaltung angelegt. Obwohl
nur eine einzige Leitung in der Zeichnung dargestellt ist, welche den Uniäetzer
128 mit der Zeitkompressionsschaltung verbindet, ist die Anzahl der hierfür benötigten
Lcitungen gleich der Anzahl der Bits, die das analoge Signalniveau repräsentieren.
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Bei vorliegenden Ausführungsbeispiel liefert der Umsetzer 128 acht
Bits für jede analoge Signalprobe. Diese acht Bits werden vom Umsetzer 128 aus parallel
in die Zeitkompressionsschaltungen eingespeist und dort verarbeitet. Jede dieser
Zeitkomprcssionsschaltungen 130, 132 und 134 enthält acht parallele Schiebereglstersysteme,
wobei jedes Schieberegistersystem zwei Schieberegister umfaßt Ein solches acht Schieberegister
umfassendes System ist in Fig. 3a dargestellt, das die acht Schieberegistersysteme
203, 203a bis 203g innerhalb der 7Xeitlcompressionsschaltung 130 umfaßt. Die anderen
Zeitkompressionsschaltungen sind entsprechend aufgebaut, Jedes der Schieberegistersysteme
203 bis 203g spricht auf eines der parallel angelegten Bits all, welche ill)er die
acht Eingänge 200, 200a bis 200g mit der niedrigen Folgefrequenz empfangen werden,
und -liefert an den acht parallelen Ausgängen 210, 210a bis 210g eine Folge-vorl
acht Parallel-Bits mit der größeren Folgefrequenz. Die ausgangsseitigen Signale
werden
werden paralel an den Digital-M@ltiplexschaller 136 angelegt.
Dieser Digital-Multiplexschalter 136 überträgt die parallelen acht Bit-Signale einer
jeden Zeitkompressionsschallung nacheinander in Gruppen von acht Bits an den digital-Analogumsetzer
137, der für jede Grupl)e der empfangenen acht Bits ein analoges Signalniveau erzeugt.
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In Fig. 4 ist eines der acht Schieberegistersysteme gemäß Fig. 3a
dargestellt. Dieses System ist auch in der Schaltung gemäß Fig. 2 als Zeitexpansionsschaltung
66 verwendbar, jedoch muß die Taktfrequenz geändert werden, um ein schnelles Einspeichern
und langsames Auslesen der Information im Gegensatz zu der Zeitkompressionsschaltung
möglich zu machen. Die Eingangsklemme 200 liegt am Analog-Digitalumsetzer 128 und
empfängt acht parallele Bits, die jeweils eine Signalprobe repräsentieren. Diese
Eingangskleme 200 ist mit einem ersten Abtast- und Speicherelement in Form eines
ersten Schieberegisters 202 verbunden. Ferner liegt die Eingangsklemme an einem
zweiten Abtast-und Speicherelement in Form eines Schieberegisters 204 über ein Gatter
206. Der Ausgang des Schieberegisters 204. ist an den einen Eingang eines weiteren
Gatters 208 angeschlossen itid über dieses auf den Eingang des Schieberegisters
204 zurückgekoi)pelt. Die beiden Schieberegister 202 und 204 sind über zwei Gatter
212 und 214 an die Ausgangsklemme 210 angeschlossen. Das Taktsignal wird iin Verbindungspunkt
216 von der Taktschaltung 142 aus wirksam. Dieser Verbindungspunkt 216 ist mit dem
Eingang einer Logikschaltung 218 verbunden, die als Zählschaltung aufgebaut sein
kann, und liegt ferner an einem Frequenzmultiplexer 220.
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Der Ausgang des Frequenzmultiplexers 220 ist mit zwei Gattern 224
und 228 verbunden, wogegen der Verbindungspunkt 216 an den Gattern 222 und 226 liegt.
Die Ausgänge A ti 1-1 Der Logikschaltung 218 sind an jeweils zugeordnete Gatter
208, 206, 222, 224, 226, 228, 21:' und 214 angeschlossen, wobei es sich bei diesen
Gattern jeweils um UND-Gatter handelt.
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Im
hn Betrieb werden die Bits an das Schieberegister
204 von der Eingangsklemune 200 aus über das Gatter 200 angelegt, wenn eine logische
1 am Gatter 206 vom Ausgang B der Logikschaltung 218 wirksam ist. Gleichzeitig wird
eine logische 1 an das Gatter 222 vom Ausgang C der Logikschaltung aus wirdsam und
ermöglicht die Übertragung eines 8 kIIz-Taktimpulses vom Verbindungspunkt 216 aus
zum Schieberegister 204 über das Gatter 222, womit das Schieberegister 204 entsprechend
in einer 8 kIIz-Taktfolge weitergeschaltet wird. Jedes an das Schieberegister 204
angelegte Bit entspricht einem Bit einer Probe von einem der multiplex zu verarbeitenden
Analogsignale. Mit dent Analog-Digitalumsetzer 128 sind sieben weitere Schieberegistersystome
vorbunden, die dem zuvor beschriebenen System mit dcll beiden Schieberegistern 202
und 204 entsprechen. Über diese Schieberegistersysteme werden die sieben weiteren
Bits der jeder analogen Signalprobe zugeordneten acht parallelen Bits verarbeitet,
wobei diese Schieberegistersysteme in entsprechender Wei-se wirksam sind. Die Länge
der Schieberegister 202 und 204 bestimmt sich aus der Anzahl der Signalproben, die
aufgenommen werden müssen, bevor das Schieberegister mit höherer Geschwindigkeit
ausgelesen werden kann.
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Die Länge der Schieberegisier bestimmt auch die Länge des auszusendenden
Signalpulses. Bei dembeschriebenen Ausführungsbeispiel umfaßt jedes der beiden Schieberegister
202 und 204 256 Stufen zur Speicherung von 256 Bits. Sobald das Schieberegister
204 mit 256 Bits gefüllt ist, wird eine logische 0 am Gatter 206 vom Ausgang B der
Logikschaltung 118 aus wirksam. Entsprechend wird am Gatter 208 vom Ausgang A äus
eine logische 1 wirksam. Gleichzeitig fällt die logische 1 vom Gatter 222 ab, wogegen
am Gatter 224 vom Ausgang D der Logikschaltung eine logische 1 wirksam wird, um
dieses Gatter 224 für die Übertragung einer Folge von Impulsen mithöherer Impulsfolgefrequenz,
z. B. 1 60 klIz, zum Schieberegister 204 einzuschalten. Diese Bedingungen bewirken,
daß das Schieberegister 204 die in ihm gespeicherten Bits mit einer Geschwindigkeit
von 160 kHz im Kreis verschiobt, was möglich ist, da das
das Schieberegister
voni kapazitiven Speichertyp ist und daiiiit keine Information im statischen Zustand
speichern kann. Durch das Zirkulieren der Bits können diese gçspeichert werden,
ohne daß ein komplexes statisches Speicherregister notwendig ist.
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Nach dem Auslösen der Rezirkulation der Daten im Schieberegister 204
werden die Bits von der Eingungsklenune 00 aus dem Schieberegüster 202 mit einer
8 kHz-Folgefrequenz zugeführt, wobei von dem Verbindungspunkt 216 an das Schieberegister
202 über das Gatter 226 die Taktsignale zugeführt werden. Das Gatter 226 wird durch
eme logische l vom Ausgang F der Logikschal@ung 218 in Funktion gesetzt. Das Schieberegister
202 wird init der 8 kHz- Folgefrequenz so lange mit Signalen gespeist, bis die 256
Stufen belegt siitl. Wenii das Schieberegister innerhalb 1,6 Millisekunden belegt
ist, wird das Gatter 208 durch das Anlegen einer logischen 0 vom Ausgang A der Logikschaltung
aus unwirksam, wogegen das Gatter 214 aufgrund der logischen 1 vom Ausgang H der
Logikschaltung wirksam wird. Dieses Galler 214 überträgt die Signale vom Ausgang
des Schteheregisters 204 zur Ausgangsklemme 210 so lange, bis alle 256 Bits mit
einer Geschwindigkeit von 160 kHz ausgelesen sind.
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Die für das auslesen der 256 Bits bei einer Geschwindigkeit von 160
Hz erforderliche Zeit beträgt 1,6 Millisckunden. Sopbald das Schieberegister 204
leer ist, wird das Gatten 214 <lii ich eine angelegte logische 0 unwirksam und
das Gatter 212 eingeschaltet, inden eine logische 1 vom Ausgang G der Logikschaltung
218 aus wirksam wird. Gleichzeitig damit wird das Schieberegister 202 mit einer
Geschwindigkeit von 160 Hz über das Gatter 228 angesteuert, wogegen das Gatter 226
abgeschaltet wird.
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Unter diesen Bedingungen wird das Schicheregister 202, dessen Rest
während der 1,6 Millisekunden gefüllt wurde, während welchen die Bits im Schieberegister
204 herausveschoben wurden, veranlaßt, die Bits mit einer Folgefrequenz von 160
kHz herauszuverschieben. Diese Bits