DE962268C - System for the transmission of messages with a wide frequency range within a narrow transmission band - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957ISSUED APRIL 18, 1957

1832? Villa/2ia*1832? Villa / 2ia *

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Verringerung der erforderlichen Bandbreite in Übertragungssystemen, insbesondere zur Übertragung von Signalen mit breitem Frequenzumfang, wie z. B. Sprache, innerhalb eines verhältnismäßig schmalen Frequenzbandes.The invention relates to a system for reducing the required bandwidth in transmission systems, especially for the transmission of signals with a wide frequency range, such as. B. Language, within a proportionate narrow frequency band.

Eine übertragene Nachricht erfordert nicht in allen Fällen, daß sämtliche Frequenzen, die in der ursprünglichen Nachricht enthalten sind, z. B. in der menschlichen Stimme, übertragen werden. Gesprochene Nachrichten können z. B.erheblich in ihrer Bandbreite beschnitten werden, ohne daß die Verständlichkeit wesentlich darunter leidet. Es ist bekannt, daß das Spektralprofil der Sprache in Abhängigkeit von der Frequenz keine sehr starken Krümmungen. aufweist, so daß aus dem gesamten. Frequenzbereich schmale Bänder ausgewählt und übertragen werden können und bei der Wiederzusammensetzung oberhalb und unterhalb der ausgewählten Bänder extrapoliert werden können. Diese Methode der Frequenzkompression ist deshalb vorteilhaft, weil das Ohr die Sprache besser erkennt, wenn man schmale Ausschnitte aus dem Profil über das gesamte Spektrum entnimmt, im Gegensatz zu den sonst bekannten Verfahren, bei denen nur ein bestimmtes zusammenhängendes Teilfrequenzband übertragen, wird. Aus der Fernsprechtechnik ist es z. B. bekannt, ein festgelegtes TeilfrequenzbandA transmitted message does not in all cases require that all frequencies specified in the original message are included, e.g. B. in the human voice. Spoken Messages can e.g. B. can be cut significantly in their bandwidth, without impairing the intelligibility suffers significantly from it. It is known that the spectral profile depends on speech no very strong curvatures in terms of frequency. has so that from the whole. Frequency range narrow ribbons can be selected and transferred and when reassembling can be extrapolated above and below the selected bands. This method frequency compression is advantageous because the ear recognizes speech better, if you take narrow sections of the profile across the entire spectrum, in contrast to the otherwise known method, in which only a certain contiguous sub-frequency band will be transmitted. From telephony it is z. B. known, a fixed sub-frequency band

von 300 bis 2700 Hz zu übertagen. Weiterhin ist es bekannt, das gesamte Frequenzband in Teilfrequenzbänder zu zerlegen und in bestimmten Zeitintervallen nur jeweils das mit besonderer Energie auftretende zu übertragen. Die Mittel zur Auswahl und Anschaltung des Bandes an die Übertragungsleitung sind hierbei verhältnismäßig aufwendig. to transmit from 300 to 2700 Hz. It is also known to divide the entire frequency band into sub-frequency bands to dismantle and only to transmit that which occurs with particular energy in certain time intervals. The means to The selection and connection of the belt to the transmission line are relatively complex here.

Die Erfindung besteht darin, daß die Frequenzlage der aus dem gesamten Nachrichtenband ausgesiebten Ausschnitte vorab festgelegt ist und zwischen diesen Ausschnitten Frequenzbandlücken verbleiben, die nicht übertragen werden. Die Ausschnitte werden mit Hilfe von Modulatoren derart verschoben, daß sie ein zusammenhängendes Band bilden. Es werden Mittel für die Kennzeichnung der ursprünglichen Lage der Ausschnitte und Mittel zur Übertragung des komprimierten Bandes einschließlich der Kennzeichnungssignale vorgesehen. The invention consists in the fact that the frequency position of the screened out from the entire message band Excerpts is determined in advance and frequency band gaps between these excerpts remain that are not transferred. The cutouts are made with the help of modulators moved so that they form a coherent band. There will be funds for labeling the original location of the cutouts and means for transferring the compressed tape including the identification signals provided.

An Hand der Fig. 1 und 2 wird die Erfindung nachstehend im einzelnen erläutert. _> The invention is explained in detail below with reference to FIGS. 1 and 2. _>

Fig. ι zeigt ein Blockschaltbild des Senders mit den wichtigsten für die Durchführung der Erfindung notwendigen Elementen;Fig. Ι shows a block diagram of the transmitter the most important elements necessary to carry out the invention;

Fig. 2 zeigt ebenfalls im Blockschaltbild die entsprechende Empfangsschaltung.Fig. 2 also shows the corresponding receiving circuit in a block diagram.

In Fig. ι ist links oben als Beispiel ein Frequenzspektrum ι dargestellt, das sich von f_x bis f₂ erstreckt. Aus diesem Spektrum wird durch die parallel geschalteten Bandpaßfilter 2 .... S jeweils ein schmales Band herausgesiebt, 6, 7, 8 und 9, und den Modulatoren 10 ... 13 zugeführt. An Stelle der vier Bandfilter mit der entsprechenden. Zahl von Modulatoren kann auch eine andere Anzahl von Filtern und Modulatoren, die der Art der zu übertragenden Nachricht angepaßt ist, benutzt werden.In Fig. Ι a frequency spectrum ι is shown at the top left as an example, which extends from f _x to f ₂ . A narrow band, 6, 7, 8 and 9, is screened out of this spectrum by the bandpass filters 2 ... S connected in parallel and fed to the modulators 10 ... 13. Instead of the four band filters with the corresponding one. Number of modulators, a different number of filters and modulators, which is adapted to the type of message to be transmitted, can also be used.

Die schmalen aus dem gesamten, zu übertragenden Frequenzband herausgeschhitteneni Bänder werden in den Modulationsstufen so verschoben, daß sie ein zusammenhängendes Frequenzband bilden. Eine geeignete Trägerfrequenz für die Verschiebung wird den Modulatoren aus einem Generator 18 zugeführt. Vor der Zusammensetzung zu einem zusammenhängenden Band wird jeder verschobene Ausschnitt 14 ... 17 durch geeignete Bandpaßfilter 19 ... 22 von unerwünschten Modulationsprodukten befreit. Die Ausgänge der Bandpaßfilter 19 ... 22 sind parallel geschaltet. Die Frequenzkurve 23 des ausgesandten Signals, das nun ein wesentlich schmaleres Frequenzband beansprucht als das ursprüngliche, ist auf der rechten Seite der Fig. ι dargestellt. Die Modulation erfolgt in Modulatoren 10 ... 13 derart, daß eine größere Zahl von Modulationsprodukten entsteht, von denen die Auswahl der geeigneten aneinander anschließenden Ausschnitte durch die Bandpaßfilter 19 ... 22 vorgenommen wird.The narrow from the whole, to be transmitted Frequency band cut-out bands are shifted in the modulation stages so that they form a coherent frequency band. A suitable carrier frequency for the shift is fed to the modulators from a generator 18. Before composing to one contiguous band is each shifted section 14 ... 17 through suitable band-pass filters 19 ... 22 freed from unwanted modulation products. The outputs of the bandpass filters 19 ... 22 are connected in parallel. The frequency curve 23 of the transmitted signal, which is now a much narrower frequency band claimed than the original, is on the right side of the Fig. Ι shown. The modulation takes place in modulators 10 ... 13 such that a larger number of modulation products, of which the selection of the appropriate consecutive Cutouts through the bandpass filters 19 ... 22 is made.

Um auf der Empfangsseite das ursprüngliche Spektrum wieder herstellen zu können, muß mit den Zwischenmodulationsprodukten ein Kennsignal übertragen werden, das aus mindestens zwei Harmonischen des ursprünglichen Signals besteht. Diese Voraussetzung trifft jedoch bei der Art des Auswahlverfahrens bei den meisten zu übertragenden Nachrichten zu. Gleichzeitig mit dem zusammengeschobenen Frequenzband wird der Träger selbst ebenfalls übertragen, um eine exakte Übereinstimmung der Trägerfrequenz an der Sende- und Empfangsstelle zu gewährleisten.In order to be able to restore the original spectrum on the receiving side, you must use an identification signal is transmitted to the intermediate modulation products, which consists of at least two harmonics of the original signal. However, this requirement applies to the type of Selection procedure for most of the messages to be transmitted. Simultaneously with the pushed together The carrier itself is also transmitted in the frequency band to ensure an exact match the carrier frequency at the sending and receiving points.

Fig. 2 zeigt scliematisch die Empfangsanordnung nach dem erfindungsgemäßen System. Das Signal 23 wird den parallel geschalteten Eingangsbandfiltern 24... 28 zugeführt, die die ausgewählten Frequenzbänder trennen bzw. den. mit übertragenen Träger zur Synchronisierung oder Verstärkung dem Trägergenerator 29 zuführen. Durch die Modulatoren 30... 33 werden die Ausschnitte I4_a. . . τγ_α in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt und in den Bandfiltern 38 ... 41 unerwünschte Modulationsprodukte beseitigt. Um die Lücken zwischen den ausgewählten Frequenzbändern 34... 37 auszufüllen, werden die Ausschnitte nun geeigneten Verzerrungsnetzwerken 42 ... 45 zugeleitet. Derartige Verzerrungsnetzwerke können in ihrer einfachsten Form aus zwei Gegentaktverstärkern bestehen, die derart vorgespannt sind, daß sie in dem gekrümmten Teil der C/g//_o-Kennlinie arbeiten. In diesen Verzerrungsnetzwerken werden die schmalen Frequenzbereiche nach beiden Seiten extrapoliert bzw. erweitert (46 . .. 49), so daß die Zwischenräume ausgefüllt werden. Durch die Bandfilter 50 ... 53 werden unerwünschte, durch die Verzerrungsnetzwerke hinzugefügte Störungen entfernt. Am Ausgang der Bandfilter SO ... 53 entsteht dann ein Frequenzband 54, das im wesentlichen dem ursprünglichen Eingangssignal entspricht. Obwohl es die genaue Form des ursprünglichen Signals nicht exakt wiedergibt, korrigiert das menschliche Ohr die durch die Extrapolation entstandenen Fehler so weitgehend, daß sie nicht mehr störend empfunden werden.Fig. 2 schematically shows the receiving arrangement according to the system according to the invention. The signal 23 is fed to the input band filters 24 ... 28 connected in parallel, which separate the selected frequency bands or the. with the carrier transmitted to the carrier generator 29 for synchronization or amplification. The cutouts I4 _a . . . τγ _{α returned} to its original position and eliminated in the band filters 38 ... 41 unwanted modulation products. In order to fill in the gaps between the selected frequency bands 34 ... 37, the sections are now passed to suitable distortion networks 42 ... 45. Such distortion networks can in their simplest form consist of two push-pull amplifiers which are biased in such a way that they _{operate in the curved part of the C / g / o} characteristic. In these distortion networks, the narrow frequency ranges are extrapolated or expanded to both sides (46 ... 49) so that the gaps are filled. The band filters 50 ... 53 remove unwanted interference added by the distortion networks. At the output of the band filter SO ... 53, a frequency band 54 is then produced which essentially corresponds to the original input signal. Although it does not exactly reproduce the exact form of the original signal, the human ear corrects the errors resulting from the extrapolation to such an extent that they are no longer perceived as annoying.

Obwohl die erfindungsgemäße Anordnung vorstehend nur für die Übertragung gesprochener Nachrichten erläutert wurde, ist ihr Anwendungsbereich nicht darauf beschränkt. Es ist vielmehr möglich, das Prinzip der Erfindung auch auf Übertragungssysteme anzuwenden, bei denen andere Nachrichten übertragen werden.Although the arrangement according to the invention only for the transmission of spoken above Messages has been explained, its scope is not limited to this. It is much more possible to apply the principle of the invention to transmission systems in which other Messages are transmitted.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Anlage zur Übertragung von Nachrichten mit. einem weiten Frequenzumfang innerhalb eines engen Übertragungsbandes durch eine Auswahl schmaler Ausschnitte aus dem gesamten Nachrichtenband, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzlage der auszuwählenden Ausschnitte vorab festgelegt ist, daß zwischen ausgewählten Ausschnitten Frequenzbandlücken verbleiben, die nicht übertragen werden, daß alle ausgewählten Ausschnitte mit Hilfe von Modulatoren derart verschoben werden, daß sie ein zusammenhängendes Band bilden und daßi. Attachment for the transmission of messages with. a wide range of frequencies within of a narrow transmission band by selecting narrow sections from the whole News band, characterized in that the frequency position of the to be selected Excerpts are determined in advance that there are frequency band gaps between selected excerpts remain, which are not transferred, that all selected sections with the help of Modulators are shifted so that they form a continuous band and that Mittel für die Kennzeichnung der ursprünglichen Lage der Ausschnitte und zur Übertragung des komprimierten Bandes und der Kennzeichnungssignale vorgesehen sind.
2. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Ausschnitte aus dem Nachrichtenband durch eine entsprechende Anzahl parallel geschalteter Bandpaßfllter erfolgt. Means are provided for the identification of the original position of the cutouts and for the transmission of the compressed tape and the identification signals.
2. System according to claim i, characterized in that the selection of the excerpts from the message tape is carried out by a corresponding number of bandpass filters connected in parallel. ίο 3. Empfangsanordnung für eine Anlage nachίο 3. Receiving arrangement for a system according to Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet, daß die empfangenen Teilfrequenzbänder in ihre ursprüngliche Lage zurückverschoben und die Lücken zwischeni ihnen so ausgefüllt werden, daß das ursprüngliche Frequenzspektrum im wesentlichen, wiederhergestellt wird.Claim 1, characterized in that the received partial frequency bands shifted back to their original position and the Gaps between them are filled in such a way that the original frequency spectrum is essentially is restored. 4. Empfangsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Teilfrequenzbänder durch Bandpaßfilter voneinander getrennt und mit Hilfe von Modula- ao toren in ihre ursprüngliche Frequenzlage zurückversetzt werden.4. receiving arrangement according to claim 3, characterized in that the received Partial frequency bands separated from one another by bandpass filters and with the help of Modula- ao gates returned to their original frequency position will. 5. Empfangsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausfüllung der Lücken, zwischen den Ausschnitten am oberen *5 und unteren Ende jeweils ein Teil jedes Ausschnittes einer asymmetrischen Verzerrung unterworfen wird und daß dadurch die Bandbreite des Ausschnittes nach beiden Seiten ausgedehnt wird.5. receiving arrangement according to claim 3, characterized in that to fill the Gaps, between the cutouts at the top * 5 and lower end each part of each section of an asymmetrical distortion is subjected and that thereby the bandwidth of the cutout is expanded to both sides will. 6. Empfangsanordnung nach Anspruch £, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrung durch Verzerrungsnetzwerke ungerader Ordnung erfolgt.6. Receiving arrangement according to claim £, characterized in that the distortion takes place through distortion networks of odd order. In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 147 956;
USA.-Patentschrift Nr. 1 821 004.Considered publications:
Swiss Patent No. 147 956;
U.S. Patent No. 1,821,004. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen:1 sheet of drawings: © 609 659/32+ 10.56 (609 863 4.57)© 609 659/32 + 10.56 (609 863 4.57)