DE973189C - Anordnung zur Demodulation phasenmodulierter Impulse und ihre Anwendung bei Mehrkanalsystemen mit Zeitselektion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Demodulation phasenmodulierter Impulse, d. h. eine Anordnung zu ihrer Umwandlung in längenmodulierte Impulse, und befaßt sich ferner mit der Art der Anwendung solcher Anordnungen in den einzelnen Kanälen einer Mehrkanal-Übertragungsanlage mit Pulsphasenmodulation und Zeitselektion.

Einkanalsysteme mit Pulsphasenmodulation sind bereits bekannt. Hierbei ist für die Umwandlung der phasenmodulierten Impulse in längenmodulierte Impulse für den einen vorhandenen Kanal eine bistabile Kippschaltung vorgesehen. Einem Gitter dieser bistabilen Schaltung werden die phasenmodulierten Impulse zugeführt, die sie von ihrem Ausgangszustand in den anderen Stromzustand kippen, so daß im Ausgangskreis ein Impuls beginnt und andauert, bis sie ein dem anderen Gitter zugeführter kurzer Impuls in den Ausgangszustand zurückkippt und damit den am Ausgang auftretenden Impuls beendet. Dabei entstehen im Ausgang der bistabilen Kippschaltung längenmodulierte Impulse, deren Beginn mit den Auftrittszeitpunkten der phasenmodulierten Impulse moduliert ist, während ihr durch den Rückstellimpuls definiertes Ende auf starre periodische Zeitpunkte fällt.

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Die Rückstellimpulse werden durch Differentiation der Rückflanke von rechteckigen Hilfsimpulsen gewonnen, die so erzeugt werden, daß sie die voneinander getrennten Modulationszeiträume der einzelnen phasenmodulierten Impulse gerade überdecken. Bei dem bekannten Einkanalsystem, bei dem es ja keiner Verteilung und Auswahl von Kanälen bedarf, werden diese Hilfsimpulse aus der mittleren Impulsfrequenz der ankommenden ίο phasenmodulierten Impulsreihe abgeleitet.

Genau die gleiche Demodulationsart verwendet ein älterer Vorschlag zur Demodulation eines Kanals aus einem Mehrkanalsystem mit Pulsphasenmodulation und Zeitselektion. Dieser geht von einer für andere Pulsmodulationsarten als Pulsphasenmodulation bekannten Verteiler- und Auswahlanordnung aus, bei der aus dem Synchronisierkriterium Auswahlimpulse von der Länge der Kanalperioden gewonnen und für jeden Kanal in jene Zeitintervalle (Kanalperioden) verschoben werden, in denen der betreffende Kanal an der Reihe ist, und ihn als Torimpulse öffnen.

Der erwähnte ältere Vorschlag besteht nun darin, daß der zu demodulierende Impuls anschließend an seine Auswahl durch den Torimpuls genauso behandelt wird, wie es eingangs für das bekannte Einkanalsystem beschrieben wurde, und daß dabei als Hilfsimpuls, aus dessen Rückflanke der kurze Impuls zur Rückstellung der bistabilen Kippschaltung gewonnen wird, der bereits vorhandene Torimpuls verwendet wird, der ja voraussetzungsgemäß in die betreffende Kanalperiode und damit in den Modulationszeitraum des phasenmodulierten Impulses fällt.

Es ist das Ziel der Erfindung, derartige Modulationsschaltungen zu vereinfachen und die bisher notwendigen Einrichtungen zur Differenzierung der Hilfsimpulse entbehrlich zu machen. Ihre Anwendung in den einzelnen Kanälen eines Mehrkanalsystems mit Zeitselektion führt dann nach einer Weiterbildung dazu, daß auch noch besondere Selektionsstufen, wie sie der skizzierte ältere Vorschlag zur Kanalauswahl vorsieht, entfallen können. Die Anordnung zur Umwandlung phasenmodulierter Impulse nach der Erfindung geht davon aus, daß unabhängig von den phasenmodulierten Impulsen Hilfsimpulse erzeugt werden, die die Modulationszeiträume der phasenmodulierten Impulse überdecken und arbeitet mit Hilfe eines zweier Stromzustände fähigen Elektronenentladungsstromkreises, bei dem es sich um einen Multivibrator handeln kann.

Die Vereinfachung wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die Hilfsimpulse und die phasenmodulierten Impulse an den Elektronenentladungsstromkreis angelegt werden, der so vorgespannt ist, daß das Auftreten eines Hilfsimpulses oder eines phasenmodulierten Impulses allein keine Zustandsänderung hervorzurufen vermag, wohl aber deren gleichzeitiges Vorhandensein bzw. Auftreten, und daß ferner die Vorspannung und die Hilfsimpulsspannung so gewählt sind, daß der erreichte Zustand für die restliche Dauer des Hilfsimpulses beibehalten wird, wodurch im Ausgangskreis des Elektronenentladestromkreises der längenmodulierte Impuls entsteht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Anwendung von Anordnungen dieser Art in jedem Kanal einer Mehrkanal-Pulsphasenmodulationsanlage mit Zeitselektion in der Weise, daß die phasenmodulierten Impulse aller Kanäle den Elektronenentladungskreisen aller Kanäle parallel zugeführt werden, während als Hilfsimpulse unmittelbar die aus dem Synchronisierkriterium abgeleiteten, in die einzelnen Kanalperioden verschobenen Kanalauswahlimpulse dienen, die an die Elektronenentladungskreise der einzelnen Kanäle getrennt angelegt werden.

Auf diese Weise erfolgt also die Demodulation gleichzeitig mit der Auswahl unter der — auch hinsichtlich der Demodulation — unmittelbaren Wirkung des gleichen Impulses, der also sowohl die Funktion des Torimpulses als auch unmittelbar diejenige des Demodulationshilfsimpulses hat, so daß also — wie bereits bemerkt — nicht nur zusätzliche Differenzier einrichtungen, sondern auch zusätzliche Auswahlstufen entfallen.

Die Erfindung und ihre Weiterbildung sollen nun an Hand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert werden, und zwar gleich — gemäß der Weiterbildung — im Rahmen eines Mehrkanalsystems mit Zeitselektion.

In Fig. ι stellt die Kurve α eine Mehrkanalanlage dar, bei welcher die Nachrichtenwellen der einzelnen Kanäle als zeitmodulierte Impulse übertragen werden. Es ist angenommen, daß die Anlage sechs mit 1 bis 6 bezifferte Kanäle hat. Wie bekannt ist, werden die Kanäle zyklisch aufeinanderfolgend mittels eines Verteilers am Sender und eines Verteilers am Empfänger, die miteinander synchron arbeiten, zur Wirkung gebracht. Der Synchronismus zwischen den zwei Verteilern wird durch die Übertragung von Synchronisierungsimpulsen vom Sender nach dem Empfänger aufrechterhalten, die mit 5" in Fig. 1 bezeichnet sind. Die Verteiler im Sender und Empfänger sind vorzugsweise gleich und bestehen aus einem Verzögerungsnetzwerk oder einer künstlichen Leitung, welche den Durchtritt eines elektrischen Stromes verzögert und aus einer Anzahl aus elektrischen Kondensatoren und Induktanzen bestehenden, in Serie geschalteten, vorzugsweise gleichen Zellen aufgebaut ist. Jede der Zellen verzögert den hindurchgehenden Strom um vorbestimmte, vorzugsweise gleiche Zeitintervalle. Solch ein Verteilernetzwerk ist in Fig. 2 mit 1 bezeichnet. Verteilerimpulse zyklischer Frequenz werden von dem mit 2 bezeichneten Hauptimpulsgenerator erhalten und werden mit einer konstanten Wiederholungsfrequenz an die Eingangsklemmen der künstlichen Leitung angelegt. Die an den verschiedenen Abgriffpunkten TPi bis TP 6 auf dem Netzwerk erhaltenen Impulse werden dann verwendet, um die Kanäle eines Mehrkanalsystems aufeinanderfolgend zu betreiben. Der Hauptimpulsgenerator 2 kann aus einem Multivibrator bestehen, welcher durch

die Impulse vom Ausgang des Netzwerkes über einen Verstärker oder einen mit 3 bezeichneten Formkreis in der Frequenz stabilisiert wird. Die Synchronisierungsimpulse-S", welche von einem Synclironisierungsimpulsausscheider 4 erhalten werden, der im Ausgangskreis des Hochfrequenzempfängers und Detektors 5 liegt, werden auch an den Hauptimpulsgenerator angelegt, um diesen mit dem Senderverteiler zu synchronisieren. Das Übertragungsmedium zwischen Sender und Empfänger 5 kann aus einer Übertragungsleitung, einem Wellenleiter oder aus einer Radioübertragung bestehen. Die Ausgangsspannung vom Empfänger 5 wird auch parallel über entsprechende Dioden 6 an die Kanalausrüstungen angelegt. Die Dioden 6 dienen zur Isolation der entsprechenden Kanäle untereinander. Gewöhnlich wird die Amplitude der Kanalimpulse im Gleichrichter des Empfängers 5 begrenzt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein Amplitudenbegrenzer 5 α zwischen dem Empfänger 5 und die Kanalmodulatoren eingeschaltet. Die durch die Blöcke 1, 2, 3, 4, 5 und 5 a dargestellten Apparate bilden keinen Teil der Erfindung und können von irgendwelchem geeignetem Aufbau sein.

Es ist zweckmäßig, Impulse rechteckiger Wellenform zu verwenden, deren Dauer die Kanalperiode bestimmt, d. h. die Zeitperiode während jeder zyklischen Verteilerperiode, in welcher ein Kanal geöffnet ist. Solch eine Welle kann auch für die Impulse der Zwischenspannung gemäß der Erfindung verwendet werden.

Solch ein Impuls rechteckiger Wellenform ist in Kurve b (Fig. 1) für Kanal 2 dargestellt und wird mit einer Wiederholungsfrequenz gleich der zyklisehen Verteilerfrequenz wiederholt. Die zeitmodulierten Impulse der Kanäle, dargestellt durch die Pfeile in Kurve α in Fig. 1 können zwischen den Grenzen t_t und t₂ entsprechend den vorderen und hinteren Kanten der Verteiler- oder Wählerimpulse auftrefen. In Kurve b (Fig. 1) ist nur der Impuls von Kanal 2 dargestellt, es wird jedoch klar sein, daß die Wählerimpulse für die anderen Kanäle ebenfalls aufeinanderfolgend vorhanden sind, wie in den Kurven c und d dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt im Kanal 1 einen Multivibrator des »build back«-Typs, welcher aus zwei verbundenen Röhren 7 und 8 besteht, wobei die Anode von 7 über einen Kondensator mit dem Steuergitter der Röhre 8 und die Anode von 8 mit dem Steuergitter der Röhre 7 verbunden ist. Viele andere Ausführungsarten dieses Stromkreises sind bekannt. Für die Erfindung wird das Steuergitter einer der Röhren, im Beispiel der Röhre 8, negativ vorgespannt, indem die Kathode durch eine Vorspannungsbatterie 9 im Kathodenkreis bezüglich Erde positiv vorgespannt wird, so daß normalerweise der Multivibrator unempfindlich ist. Dasselbe Ergebnis kann durch eine negative Vorspannung zwischen dem Gitter und Erde erreicht werden.

Wenn so die zeitmodulierten Impulse, Kurve a (Fig. 1) an den Multivibrator angelegt werden, haben sie eine ungenügende Amplitude, um denselben empfindlich zu machen. Die Wählerimpulse rechteckiger Wellenform, Kurvet (Fig. 1), positiven Vorzeichens, welche von dem VerteilerabgriffpunktTPi erhalten werden, werden dem Gitter 10 der Röhre 8 zugeführt und verringern die negative Vorspannung, so daß der Multivibrator nahe genug an den Schwellwert vorgespannt wird und durch den ersten Kanalimpuls CP 2, welcher nach der vorderen Kante des Wählerimpulses SP 2 am Gitter auftritt, ausgelöst wird, wie in Kurve c oder d dargestellt ist, wo die Auslösespannung durch die Linie TV angegeben ist. Der Multivibrator wird in diesem zweiten Zustand so lange bleiben, wie derWählerimpuls dauert, und am Ende des Wählerimpulses kippt der Multivibrator automatisch in seine erste Lage zurück, in welcher er infolge der negativen Gittervorspannung der Röhre 8 bleibt, bis der nächste Wählerimpuls und Kanalimpuls auftritt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ist angenommen, daß die Kanalimpulse negativ sind und an das Gitter der Röhre 7 angelegt werden. Sie könnten jedoch auch direkt als positive Impulse an das Gitter der Röhre 8 angelegt werden und nicht erst über den Umweg der Verstärkung in der Röhre 7. Die Kanalimpulse könnten mit geeignetem Vorzeichen natürlich auch an die Kathodenkreise zugeführt werden.

Im gezeigten Beispiel ist die negative Vorspannung am Gitter der Röhre 8 größer als die maximale Amplitude der verstärkten Kanalimpulse, so daß die Röhre 8 gesperrt bleibt, bis der Wählerimpuls auftritt. Der an das Gitter der Röhre 8 angelegte Wählerimpuls ist positiv und hat eine genügende Amplitude, so daß die Röhre 8 auf die verstärkten Kanalimpulse von der Röhre 7 anspricht.

Durch den Amplitudenbegrenzer 5 a wird die Amplitude der an den Multivibrator angelegten Kanalimpulse unabhängig von der Amplitude der empfangenen Impulse konstant gehalten. Solch ein Begrenzer kann z. B. aus einer Elektronenentladungsröhre bestehen, welche so geschaltet ist, daß die mögliche Gittervorspannungsänderung kleiner bleibt als die minimale Amplitude der an dieses Gitter angelegten Impulse. Das Gitter ist negativ vorgespannt, und es werden positive Impulse angelegt. Ein hoher Widerstand liegt in Serie mit dem Gitter, um die Gitterspannung durch den Gitterstrom zu begrenzen. Wenn der Verstärker des Empfängers 5 eine große Empfindlichkeit hat, wird die Amplitude der an das Gitter des Begrenzers angelegten Kanalimpulse immer größer sein als die mögliche Gittervorspannungsänderung, und die vom Anodenkreis der Begrenzerröhre 5 a abgenommenen negativen Impulse werden praktisch eine konstante Amplitude aufweisen.

In Kurve c (Fig. 1) sind die Kanalimpulse durch die vertikalen Pfeile dargestellt, und der Wählerimpuls SP 2 für Kanal 2 hat den Kanalimpuls CP 2 überlagert. Die Auslösespannung ist durch die Linie TV dargestellt, und es ist ersichtlich, daß der Multivibrator nur ausgelöst werden kann, wenn die Wähler- und Kanalimpulse zusammen auftreten. Kurve d zeigt die ähnlichen Bedingungen für den Kanal 3. In Kurve e (Fig. 1) stellen die Ordinaten

den Anodenstrom dar und zeigen, wie der Anodenstrom sich in der Röhre 8 ändert. Der von dem Anschluß Ii des Anodenwiderstandes erhaltene Spannungsimpuls hat negatives Vorzeichen, wie in Kurve f bei DN ι und DN2 gezeigt ist. Die vordere Kante L koinzidiert mit dem Auftritt des Kanalimpulses CP 2, und die hintere Kante T koinzidiert mit der hinteren Kante T ι vom Wählerimpuls SP 2. Wenn so aufeinanderfolgende Kanalimpulse mit ίο unterschiedlichen Zeitintervallen auftreten und wenn die hinteren Kanten T ι der Wählerimpulse in konstanten Zeitintervallen auftreten, wird die Impulsfolge DNi, DN2 breitemoduliert. Diese breitemodulierten Impulse gehen über ein Tiefpaßfilter 12, um die ursprüngliche Nachrichtenwelle wiederzugeben. Die Ausgangsspannung von. 12 wird an eine Umsetzvorrichtung angelegt, welche als Kopfhörer 13 gezeigt ist.

Kurve g (Fig. 1) zeigt die im Kanal 3 erhaltenen breitemodulierten Impulse.

In Kanal 6 (Fig. 2) ist eine andere Multivibratoranordnung 14 gezeigt, welche aus einer Pentode 15 besteht, deren Steuergitter mit der Anode der Röhre 16 kapazitiv gekoppelt ist und wobei das Steuergitter der Röhre 16 kapazitiv mit der Anode der Röhre 15 gekoppelt ist. In diesem Fall wird die Kathode der Röhre 15 mittels der zwischen Anodenspannung und Erde geschalteten Widerstandskette 17, 18 positiv vorgespannt. An das Steuergitter der Röhre 15 werden positive Wählerimpulse angelegt, es könnten jedoch auch negative Wählerimpulse über den Widerstand 18 dem Kathodenkreis der Röhre 15 zugeführt werden. Die modulierten Kanalimpulse werden an das Steuergitter der Röhre 16 angelegt. Im Anodenkreis der Röhre 15 werden breitemodulierte Impulse erzeugt, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Breitemodulierte Impulse können jedoch auch von dem Schirmgitter 19 der Röhre 15 erhalten werden, wie dies bei dem Multivibrator im Kanal 6 gezeigt ist, und diese breitemodulierten Impulse gehen über ein Tiefpaßfilter 20, um die Nachrichtenwelle zu erhalten.

Die breitemodulierten Impulse können selbstverständlich auch von den Kathodenkreisen der Röhren 8 oder 15 erhalten werden, je nachdem, ob Impulse positiven oder negativen Vorzeichens erforderlich sind.

Werden Impulse rechteckiger Wellenform für die Zwischenimpulse verwendet, so besteht der Nachteil, daß die Impulse verzerrt werden, wenn sie längs der Verzögerungsleitung laufen. Diese Verzerrung besteht in einer Vergrößerung der Impulsdauer, die vorderen und hinteren Kanten der Impulse werden zur Zeitachse mehr und mehr geneigt, je weiter der Impuls im Verzögerungsnetzwerk fortschreitet, aber die Dauer der Impulse bleibt an der Stelle mittlerer Spannung praktisch konstant. Ein Formkreis, z. B. ein Verstärkerbegrenzer 21, kann deshalb vorgesehen werden. Da angenommenerweise positive Impulse durch das Verzögerungsnetzwerk 1 gehen, können Impulse positiven Vorzeichens im Kathodenkreis der Begrenzerröhre2i erhalten werden und an das Steuergitter der Röhre 15 angelegt werden. Alternativ können negative Impulse vom Anodenkreis des Begrenzers 21 erhalten werden und an den Kathodenkreis der Röhre 15 angelegt werden.

In der Praxis wird jedoch kein Impuls mit vollkommen senkrechten vorderen und hinteren Kanten erhalten.

Wenn die Verzerrung der Impulse vom Verzögerungsnetzwerk nicht zu groß ist und die Amplitude der Kanalimpulse auf praktisch der Hälfte der Amplitude des Wählerimpulses gehalten wird, wird eine Interferenz zwischen benachbarten Kanälen praktisch eliminiert. In Kurve d von Fig. 1 ist ein verzerrter Wählerimpuls SP 3 mittels gestrichelter Linien M im Kanal 3 und ein Impuls N, der am Ende von Kanal 2 auftritt, gezeigt. Die Kanaldauer ist durch den Teil des Impulses über der Mittelamplitude des Impulses SP 3 definiert, und da die Auslösespannung durch die Linie TV dargestellt ist, ist ersichtlich, daß der Impuls N von Kanal 2 niemals den Multivibrator von Kanal 3 betätigen kann, wenn die Amplitude vom Impuls N praktisch die Hälfte der Amplitude vom Wählerimpuls SP 3 ist, und eine Interferenz zwischen den Kanälen tritt nicht auf. In gleicher Weise wird ein Impuls, der am Anfang von Kanal 4 auftritt, auf den Kanal 3 ohne Wirkung bleiben.

Wenn ein Impuls eines Kanals während irgendeiner Kanalperiode fehlt, wird der Multivibratorkreis nicht betätigt und bleibt durch den Kanalimpuls des nächstfolgenden Kanals unbeeinflußt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anordnung zur Umwandlung phasenmodulierter Impulse in längenmodulierte Impulse, bei der unabhängig von den phasenmodulierten Impulsen Hilfsimpulse erzeugt «werden, die die Modulationszeiträume der phasenmodulierten Impulse überdecken, mit Hilfe eines zweier Stromzustände fähigen Elektronenentladungsstromkreises, insbesondere eines Multivibrators, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsimpulse als Zwischenspannung und die phasenmodulierten Impulse an den Elektronenentladungsstromkreis angelegt werden, der so vorgespannt ist, daß das Auftreten eines Hilfsimpulses oder eines phasenmodulierten Impulses allein keine Zustandsänderung hervorzurufen vermag, wohl aber deren gleichzeitiges Vorhandensein bzw. Auftreten, und daß ferner die Vorspannung und die Hilfsimpulsspannung so gewählt sind, daß der erreichte Zustand für die restliche Dauer des Hilfsimpulses beibehalten wird, wodurch im Ausgangskreis des Entladestromkreises der längenmodulierte Impuls entsteht.
2. 2. Die Anwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 in jedem Kanal einer Mehrkanal-Pulsphasenmodulationsanlage in der Weise, daß die phasenmodulierten Impulse aller Kanäle den Elektronenentladungskreisen aller

   Kanäle parallel zugeführt werden, während als Hilfsimpulse unmittelbar die aus dem Synchronisierkriterium abgeleiteten, in die einzelnen Kanalperioden verschobenen Kanalauswahlimpulse dienen, die an die Elektronenentladungskreise der einzelnen Kanäle getrennt angelegt werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 833 929; französische Zusatzpatentschrift Nr. 49 159; britische Patentschrift Nr. 470495.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 971 784.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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