DE1015499B - Empfaenger fuer Wechselstrom-Telegraphie mit Frequenzumsetzung und automatischer Korrektur des Oszillators - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine automatische Frequenzkontrolle für Funk- oder Trägerfrequenz-Telegraphie-Empfänger mit Frequenzverschiebung.

In diesen Systemen sind die Zeichen- und Lückenzustände durch zwei entsprechende Trägerfrequenzen charakterisiert, und entsprechend der Tatsache, daß die für WT-Kanäle erlaubten Frequenzbänder gewöhnlich schmal sind, muß eine genaue Kontrolle der im Sender und Empfänger benutzten Frequenzen gefordert werden. Darum ist es normalerweise erforderlich, eine automatische Frequenzkontrolle für den Überlagerer im Empfänger vorzusehen.

Die Anwendung solcher automatischen Frequenzkontrolle wird kompliziert dadurch, daß mit zwei verschiedenen Zwischenfrequenzen, die dem Zeichen bzw. der Lücke entsprechen, gerechnet werden muß. Auch sind die Übergänge zwischen den beiden Zuständen unregelmäßig, und die Anzahl von Zeichen und Lücke über einen gegebenen Zeitabschnitt ist nicht notwendig gleich. Außerdem wird während der Zeit, in der keine Signale übertragen werden, ein konstanter Zeichenzustand aufrechterhalten. In bestimmten WT-Systemen mag auch ein konstanter Lückenzustand in den Kanälen vorhanden sein, die zeitweise nicht belegt sind. Viele der üblichen automatischen Frequenzkontrollsysteme werden diesen Anforderungen nicht gerecht. Insbesondere wird während eines langen Zeichens bzw. Lücke gewöhnlich die Oszillatorfrequenz von dem Wert abwandern, der den Zeichen- und Lückenfrequenzen entspricht, und dadurch können die Signale verlorengehen, wenn die Übertragung wieder aufgenommen wird.

Eine wünschenswerte Besonderheit für automatische Frequenzkontrolle in Telegraphiesystemen besteht darin, daß die Anordnungen einfach einstellbar sein sollen, um einen zufriedenstellenden Empfang von Signalen bei verschiedenen Werten der Frequenzumtastung zu haben.

Um einige der obengenannten Forderungen zu erfüllen, sind Schaltungen vorgeschlagen worden, in denen nur die Zeichenfrequenz an Stelle des Mittels zwischen Zeichen- und Lückenfrequenz geprüft und die Oszillatorfrequenz nach der Abweichung der Zeichenfrequenz von ihrem richtigen Wert abgestimmt wird. Andererseits kann auch die Lückenfrequenz statt der Zeichenfrequenz geprüft werden. Diese Schaltung verlangt einen besonderen Frequenzdiskriminator zusätzlich zu dem für die Demodulation der ankommenden Signale vorgesehenen, und selbst wenn ein »Halte«-Kreis vorgesehen wird, der die Frequenz im wesentlichen konstant hält, wenn gerade keine Überwachung vorhanden ist, wird diese Schaltung versagen für ein System, in dem die Tastung zeitweise umgekehrt ist (d. h. die Zeichen- und Lückenfrequenz verEmpfänger für Wechselstrom-Telegraphie

mit Frequenzumsetzung

und automatischer Korrektur

des Oszillators

Anmelder:
ίο International

Standard Elektric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

_lt. Vertreter: Dipl.-Ing. H, Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. Januar 1955

John E. Ferris, Sydney, New South Wales (Australien), ist als Erfinder genannt worden

tauscht sind) oder in dem sowohl ein konstanter Zeichen- als auch ein konstanter Lückenzustand erscheinen kann. Es ist auch zur Abstimmung für verschiedene Werte der Frequenzumtastung nicht gut geeignet.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist es ebenfalls bekannt, zwei entgegengesetzt parallel geschaltete, ständig leitende Gleichrichter im Ausgang eines Diskriminators anzuordnen. In den Gleichrichter EN zweigen liegen i?C-Glieder mit einer vorgegebenen Zeitkonstante. Die an diesen i?C-Gliedern entstehenden Spannungen werden gegeneinandergeschaltet, und die Differenzspannung wird zur Regelung des Oszillators benutzt. Bei dieser Schaltungsanordnung treten dann erhebliche Schwierigkeiten auf, wenn die Telegraphiezeichen nicht gleich lang sind, da an dem einen Zeitkonstantenglied infolge des längeren Zeichens noch eine Spannung stehen könnte, die eine in Wirklichkeit nicht vorhandene Unsymmetrie der Zeichen vortäuschen würde.

Nach der Erfindung werden die oben skizzierten Schwierigkeiten durch eine einfache Sperrschaltung vermieden, die keinen zusätzlichen Frequenzdiskriminator erfordert.

Die Schaltung ist leicht abzustimmen für Signale mit verschiedener Frequenzumtastung. Erfindungsgemäß werden bei einem Empfänger für Wechselstrom-

T09- 6915/224

Telegraphic mit Frequenzumsetzung und automatischer Korrektur des Oszillators die empfangenen TeIegraphiezeichen nach Durchlaufen des Diskriminators und ohne vorherige Begrenzung zwei entgegengesetzt parallel geschalteten vorgespannten Gleichrichtern in der Weise zugeführt, daß bei Überschreitung des der Zeichen- bzw. Lückenfrequenz entsprechenden Maximal- bzw. Minimalwertes der Telegraphiezeichen einer der Gleichrichter leitend wird. Damit wird an einem

Potentiometer 19, 20, deren Schleifer mit der Kathode der Diode 12 bzw. der Anode der Diode 13 verbunden sind. Das obere Ende des Ausgangswiderstandes 14 ist über einen Widerstand 21 an die Leitung 10 angeschlossen, die über einen Kondensator 22 an Erde liegt.

Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 soll mit Hilfe der graphischen Darstellungen A, B und C der Fig. 2 erläutert werden. Bei diesen Darstellungen ist Widerstand eine gerichtete Spannung erzeugt, die io als Abszisse die Zeit, als Ordinate die Gleichspannung über ein Widerstandskapazitätsnetzwerk dem Fre- aufgetragen. Es soll angenommen werden, daß der quenzkorrekturglied des Oszillators zugeführt wird. Diskriminator 5 positive und negative Ausgangs-

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind spannungen gleicher Größe V erzeugt im Verhältnis die Sperrspannungen an den Gleichrichtern getrennt der Zeichen- bzw. Lückenzustände, wenn die Frequenz einstellbar. Die Zeitkonstante des Widerstandskapazi- 15 des Überlagerers ihren richtigen Wert hat. Der Einfachheit halber soll auch angenommen werden, daß eine Reihe einfacher Umtastungen empfangen Wird, obwohl die Schaltung für allgemeine Signale im wesentlichen in derselben Weise arbeitet.

Die Darstellung A in Fig. 2 zeigt einige Impulse aus dem Diskriminator 5 unter der Voraussetzung, daß keine Verluste im Filter 9 auftreten. Die Impulse sind entweder positiv oder negativ und haben die gleiche Amplitude V.

20

tätsnetzwerkes soll so gewählt sein, daß die von den Gleichrichtern abgeleitete Regelspannung keine durch die Tastzeichen bedingten Schwankungen aufweist.

Die Erfindung wird beschrieben mit Hinweisen auf die Zeichnung, in welcher gezeigt wird in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage dieser Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm, das zur Erklärung der Arbeitsweise von Fig. 1 dient.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Frequenzumtaster-Funktelegraphenempfängers im Sinne der Erfindung. Die ankommenden Wellen werden empfangen mit einer Antenne 1 und nach Verstärkung in einem HF-Verstärker 2 einem Frequenzumsetzer 3 mit Überlage-

Es soll darauf hingewiesen werden, daß beim Fehlen von Eingangsimpulsen beide Dioden 12 und 13 durch die entsprechenden Gegenspannungen 17 und 18 gesperrt sind. Die Potentiometer 19 und 20 sollen so eingestellt sein, daß die Kathoden-Anoden-Sperrgegen-

rungsfrequenzen aus einem Oszillator 4 zugeführt. 30 spannung für die Diode 13= +{V+dv) ist, dar-Die Zwischenfrequenzen aus dem Frequenzumsetzer 3 gestellt durch die punktierte Linie 23 in A, während

die Anoden-Kathoden-Sperrgegenspannung für die Diode 12 = —(V+dv) ist, dargestellt durch die punktierte Linie 24 in A. Im Falle dieser Gegenspannungen

werden auf einen Frequenzdiskriminator 5 gegeben,
der zur Erzeugung positiver und negativer Ausgangsimpulse angeregt wird, die den Zeichen- bzw. Lückenfrequenzen entsprechen; die Polaritäten können auch 35 ist dv eine sehr kleine Spannung, so daß die positiven vertauscht werden. und negativen Impulse in der Darstellung A noch nicht

Die Ausgangsimpulse werden über die Leitung 6 einem Telegraphiesignalempfänger 7 zugeführt (z. B.

einer Fernschreibmaschine) oder auch einer TeIe-

ausreichen, um die Sperrung einer der Dioden aufzuheben. Nun soll angenommen werden, daß die Frequenz des Oszillators so abweicht, daß die Amplitude graphenleitung oder einem Vermittlungsamt (nicht 40 der positiven Zeichenimpulse am Ausgang des Disdargestellt). Die Baugruppen 1 bis 7 sind bekannt und kriminators den Wert V+v erreicht. Gleichzeitig wird brauchen nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
Die Erfindung enthält eine Schaltung zur automa

tischen Frequenzkontrolle für den Überlagerer 4, die

die Lückenfrequenz sich so ändern, daß die Amplitude der negativen Lückenimpulse den Wert V—v erreicht. Dieser Fall ist in B (Fig. 2) dargestellt. Wie zu er-

aus einem Sperregelkreis 8 besteht, der über ein 45 kennen ist, reichen die positiven Zeichenimpulse nun Filter 9 an die Leitung 6 angeschaltet ist. Das Filter über die Grenzlinie 23 hinaus, so daß die Impulssoll Geräuschanteile der Impulse am Ausgang des spitzen (in B schattiert gezeichnet) die Diode 13 Diskriminators 6 beseitigen und kann herausgenommen öffnen. Diese Spitzen nehmen den Amplitudenwert werden, wenn das Geräusch vernachlässigbar ist. Der v — dv an und erscheinen als positive Steuerimpulse Sperregelkreis 8 erzeugt eine positive oder negative, 50 über dem Ausgangswiderstand 14. Diese Steuerimpulse gerichtete Steuerspannung, die über die Leitung 10 sind dargestellt in C (Fig. 2) und werden geebnet oder einem Frequenzkorrekturkreis 11 passender Type zugeführt wird. Der Korrekturkreis wird an den Oszillator 4 angeschlossen. Er kann z. B. eine Reaktanzröhre enthalten, die einen Teil des Oszillatorkreises 55 glied 11 gegeben wird. Dieses Glied ist so angeordnet,

integriert durch die Elemente 21 und 22 (Fig. 1), um eine konstante positive Steuerspannung zu erzeugen, die über die Leitung 10 an das Frequenzkorrektur-

im Oszillator 4 bildet.

Der Sperregelkreis 8 enthält zwei gleiche Dioden 12, 13, die gegeneinandergeschaltet sind. Es können alle Arten von Gleichrichtern (z. B, Selen- oder Kupfer-Kupferoxydul-Gleichrichter) an Stelle der Dioden verwendet werden. Die Anode der Diode 12 und die Kathode der Diode 13 sind mit Erde verbunden durch einen Ausgangswiderstand 14, und die

daß es die Frequenz des Oszillators 4 in einer Richtung ändert, so daß die Impulse in der Darstellung B im wesentlichen in die symmetrische Lage der Darstellung A zurückgebracht werden.

Es ist klar, daß bei einer Frequenzabweichung des Oszillators in der entgegengesetzten Richtung die Impulse der Darstellung A nach unten verschoben werden, so daß dann die negativen Impulse die Grenzlinie 24 überschreiten. Gleichzeitig wird die Diode 12

Kathode von Diode 12 und Anode von Diode 13 sind

durch jeweils gleiche Widerstände 15, 16 mit dem 65 geöffnet, und die Ausgangssteuerimpulse werden gleich

Ausgang des Filters 9 verbunden (bzw. mit der Lei- denen der Darstellung C, mit dem Unterschied, daß

tung 6, wenn kein Filter verwendet wird). Gleiche sie negativ statt positiv sein werden, und werden die

positive und negative Gegenspannungsquellen 17, 18 Frequenz des Oszillators wieder so korrigieren, daß

werden für die Dioden 12 bzw. 13 verwendet. Diese der symmetrische Zustand der Darstellung A erreicht

Spannungsquellen werden überbrückt durch gleiche 70 wird.

Es ist offensichtlich, daß die Werte der Amplitude V der Impulse aus dem Diskriminator 5 von der Differenz zwischen der Zeichen- und Lückenfrequenz abhängen. Wenn durch Änderung der Frequenzdifferenz V geändert wird, ist es nur nötig, die Potentiometer 19 und 20 nachzustellen, so daß die Ausgangsimpulse keine der beiden Dioden öffnen können, wenn die Frequenz des Oszillators 4 richtig ist.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Sperrsteuerschaltung 8 in Fig. 1 sehr einfach und leicht aufzubauen ist und kein zusätzlicher Diskriminator für die automatische Frequenzkontrolle benötigt wird.

Obwohl bei der obigen Darstellung davon ausgegangen wurde, daß die empfangenen Signale durch eine einfache Umtastung entstanden sind, wird die Arbeitsweise im wesentlichen für gewöhnliche Nachrichtensignale dieselbe sein, wenn die Zeitkonstante der Elemente 21 und 22 passend gewählt wird. Es kann aber ein konstanter Zeichenzustand auftreten, wenn keine Übertragung vorhanden ist. Dann kann die Frequenz des Oszillators 4 abwandern, so daß die Ausgangsspannung des Diskriminators 5 kleiner als V wird, sie kann aber den Wert VAriv niemals überschreiten. Die Abwanderung kann so lange erfolgen, bis die Ausgangsspannung den Wert — (V+dv) erreicht. Dann wird die Diode 12 leitend und verhindert jede weitere Abwanderung. Es folgt daraus, daß während einer Periode von konstantem Zeichenzustand die Oszillatorfrequenz so weit abwandert, daß die Zwischenfrequenz gleich der Zeichen- oder Lückenfrequenz wird oder einer beliebigen Frequenz innerhalb dieses Bandes, sie kann aber niemals über diese Grenzen hinausgehen. Sie wird dann immer innerhalb des Durchlaßbereiches des Bandpasses für die Zwischenfrequenzen liegen (nicht gezeichnet), der einen Teil des Frequenzumsetzers 3 bildet, und die automatische Frequenzkontrolle wird sofort, nachdem die Übertragung wieder einsetzt, wie beschrieben arbeiten, um den symmetrischen Zustand der Darstellung A wiederherzustellen, so daß die Kontrolle niemais aussetzt. Es ist offenbar, daß die Frequenz in ähnlicher Weise während eines konstanten Lückenzustandes gesteuert wird, so daß die Zwischenfrequenz immer innerhalb der Grenzen der Zeichen- und Lückenfrequenz bleibt.

In Empfängern der in Fig. 1 dargestellten Art werden die Impulse am Ausgang des Diskriminators 5 häufig verstärkt und begrenzt, bevor sie dem Signalempfänger zugeführt werden. In diesem Fall kann die Zwischenfrequenz während eines konstanten Zeichen- oder Lückenzustandes bis fast zur mittleren Zwischenfrequenz abwandern, ohne daß ein Fehler der empfangenen Signale in der Übertragung auftritt. Wenn aber die Abweichung größer ist, können einige der ersten Signale verstümmelt werden, bis die automatische Frequenzkontrolle wieder voll arbeitet. Trotzdem kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mittel die Frequenzkontrolle niemals ganz verlorengehen.

Es ist offensichtlich, daß die automatische Frequenzkontrolle auch dann wie beschrieben arbeitet, wenn die Umtastung vertauscht wird, da sie bezüglich der Zeichen- und Lückenzustände symmetrisch arbeitet.

Das Frequenzkorrekturglied 11 kann in einer beliebigen passenden Art ausgeführt werden und kann einen »Halte«-Kreis enthalten (der z. B. durch einen Abstimmungsmotor betrieben wird, der durch die Kontrollspannung aus dem Kreis 8 ein- und ausgeschaltet wird), der die Oszillatorfrequenz auf ihren zuletzt aufgetretenen Wert bringt.

Diese Beschreibung betrifft nur ein Ausführungsbeispiel, das für spezielle Anlagen und deren besondere Arten gewählt wurde. Sie stellt keine Einschränkung des Anwendungsgebietes dar.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Empfänger für Wechselstrom-Telegraphie mit Frequenzumsetzung und automatischer Korrektur des Oszillators, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Telegraphiezeichen nach Durchlaufen des Diskriminators und ohne vorherige Begrenzung zwei entgegengesetzt parallel geschalteten, vorgespannten Gleichrichtern in der Weise zugeführt werden, daß bei Überschreitung des der Zeichenbzw. Lückenfrequenz entsprechenden Maximalbzw. Minimalwertes der Telegraphiezeichen einer der Gleichrichter leitend und damit an einem Widerstand eine gerichtete Spannung erzeugt wird, die über ein Widerstandskapazitätsnetzwerk dem Frequenzkorrekturglied des Oszillators zugeführt wird.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrspannungen an den Gleichrichtern getrennt einstellbar sind.

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Widerstandskapazitätsnetzwerkes so gewählt ist, daß die von den Gleichrichtern abgeleitete Regelspannung keine durch die Tastzeichen bedingten Schwankungen aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 903 822.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709' 696/224 9'. 5T