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Die Einrichtungen für die Trägerversorgung von Trägerfrequenzsystemen
bestehen im wesentlichen aus einem hochkonstanten Grundgenerator und einer Vielzahl
von Frequenzteilern, Frequenzvervielfachern und Modulatoren, die in Zusammenarbeit
untereinander die benötigten Trägerfrequenzen und auch die Pilotfrequenzen liefern.
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Da die Frequenz des Grundgenerators wegen der bei Trägerfrequenzsystemen
verlangten hohen Frequenzgenauigkeit möglichst in das Gebiet von einigen MHz gelegt
wird und der tiefste abgeleitete Träger oft bei der Frequenz von einigen kHz liegt,
kommen sehr viele Frequenzteiler zur Anwendung. Der Aufwand für eine Trägerversorgung
ist daher meist sehr groß.
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In der deutschen Patentschrift 1086 300 wird ein Frequenzteiler
beschrieben, mit dessen Hilfe es möglich ist, geradzahlige und ungeradzahlige Frequenzen
an seinem Ausgang getrennt zu entnehmen. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß
zwei in Gegentakt geschaltete Transistoren mit ihren Kollektoren über den Ubertrager
T3 verbunden sind, wodurch eine Brückenschaltung gegeben ist, in deren einer Diagonalen,
nämlich von der Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ubertragers T3 über die Batterie
zur Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ubertragers T 2 ein weiterer
Ubertrager T 4 eingeschaltet ist. Der Ubertrager T4 liegt jedoch nicht
in Reihe zum Ubertrager T3 am Ausgang des Frequenzteilers, sondern vielmehr in der
Diagonalen dieser so gebildeten Brückenschaltung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Trägerversorgungseinrichtung von
Trägerfrequenzsystemen zu verbessern. Uberlegungen im Rahmen der Erfindung haben
gezeigt, daß sich der Baugruppenaufwand zur Aufbereitung der Träger und Pilotfrequenzen
durch Mehrfachausnutzung der Frequenzteiler oft erheblich reduzieren läßt. Vielfach
werden nämlich in Trägerfrequenzsystemen Frequenzen benötigt, die das
-fache der einem Rückmischteiler zugeführten zu teilenden Frequenz f haben. Dieses
-fache der dem Rückmischteiler zugeführten Frequenz läßt sich als Summenfrequenz
aus der zu teilenden Fre- . quenz f und der Rückkopplungsfrequenz
, f gewinnen. Bei den bekannten Frequenzteilern wurde es bisher jedoch gerade
als störend empfunden, daß sowohl die Summen- als auch die Differenzfrequenz am
Ausgang des in einem Frequenzteiler eingesetzten Modulators entsteht, und es mußten
daher eigens Maßnahmen ergriffen werden, um die Summenfrequenz zu unterdrücken.
-Die Erfindung betrifft einen Rückmischteiler für trägerfrequente Nachrichtenübertragungssysteme
mit einem Modulator, dem die Spannung mit der geteilten Frequenz als Differenzfrequenz
aus der zu teilenden und dem entsprechenden Vielfachen der geteilten Frequenz über
einen auf die geteilte Frequenz abgestimmten, im Ausgangskreis des Modulators liegenden
Öbertrager entnehmbar ist.
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Der Rückmischteiler wird gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß in
Reihe zu diesem Ubertrager ein weiterer Ubertrager geschaltet ist, der auf die Summenfrequenz
der beiden dem Modulator zugeführten Spannungen verschiedener Frequenz, die einer
Träger-und/oder Pilotfrequenz des jeweiligen Systems entspricht, abgestimmt ist.
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Dadurch wird gegenüber bekannten Anordnungen eine wesentliche Einsparung
von Bauteilen erzielt. 5 Der erfindungsgemäße Rückmischteiler ist nämlich besonders
für den Einsatz in Nachrichtenübertragungssystemen geeignet, weil nunmehr durch
den Teiler selbst nicht nur die gewünschte geteilte Frequenz erzeugt wird, sondern
weil darüber hinaus die bisher als störendes Nebenprodukt auftretende Frequenz zugleich
als Träger- und/oder Pilotfrequenz weiterverwendet werden kann. Auf diese Weise
lassen sich die sonst für diese zusätzliche Frequenz erforderlichen weiteren Vervielfacher
und Teiler oder auch eigene 5 Generatoren einsparen, ohne daß der Mehraufwand im
Frequenzteiler von erheblicher Bedeutung wäre. Verwendet man als Modulator einen
die zweite Harmonische der zu teilenden Frequenz unterdrückenden Modulator, so kann
der auf die Summenfrequenz > abgestimmte Ubertrager eine geringe Güte haben, was
eine Vereinfachung im Aufbau des Schwingkreisübertragers zur Folge hat. Ferner wird
durch diese Maßnahmen mit einfachen Mitteln eine Einsparung von aufwendigen und
komplizierten Filtern erreicht, da die wirksamen Nebenfrequenzen nur noch einen
Frequenzabstand von (rz -1) haben, so daß ein einfach abgestimmter Schwingkreisübertrager
genügt. Im Gegensatz dazu liegen bei den herkömmlichen Trägerversorgungseinrichtungen,
bei denen die Frequenz
auf f mittels eines Verzerrers gebracht werden müßte, die wirksamen Nebenfrequenzen
bereits in einem Abstand von
, oder bei symmetrischem Verzerrer bei 2
Als Modulatoren dieser Art können Transistorgegentaktmodulatoren verwendet werden,
die die Eigenschaft aufweisen, daß sie rückwirkungsfrei sind.
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An Hand des Prinzipstromlaufes nach F i g. 1 und der Ausführungsbeispiele
nach den F i g. 2 bis 9 wird die Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt den Prinzipstromlauf eines derartigen Rückmischteilers.
Der Modulator 11 ., dem die Eingangsfrequenz,f und eine aus der Schaltung gewonnene
Rückkopplungsfrequenz
.f zugeführt wird, ist als Gegentaktmodulator ausgebildet. Dadurch wird eine Entkopplung
der Ausgänge von den Eingängen des Modulators erreicht. Als Differenzfrequenz der
beiden dem Modulator zugeführten Frequenzen entsteht die geteilte Frequenz
und als Summenfrequenz entsteht die Nebenfrequenz nur einen kleinen Frequenzabstand
voneinander haben
f. Da die beiden Modulatoreingangsfrequenzen und mit steigendem Teilungsfaktor n
frequenzmäßig immer näher zusammenrücken, liegen die Ausgangsfrequenzen
f, f und weit auseinander. Dem
Modulator 1 nachgeschaltet sind die auf die Frequenzen
und f abgestimmten Filter 2 und 3.
Der Ausgang des Filters 2 ist mit dem Eingang des Verzerrers 5 verbunden.
Wie bereits vorgeschlagen,
entsteht durch Zuführung der zu teilenden
Frequenz über einen phasendrehenden Vierpol an dem Verzerrer 5 ein quasisynchroner
Startoszillator, durch den ein sicheres Anschwingen des Frequenzteilers erreicht
wird. Die am Ausgang des Frequenzvervielfachers 5
abnehmbare Oberwelle
f der zu teilenden Frequenz f@ wird über das Filter 4 an den Modulator
1
geführt. Der Frequenzvervielfacher 5 wird, wie ebenfalls bereits vorgeschlagen,
zugleich als Modulator verwendet. Der Start erfolgt durch die Modulatoreigenschaften
des Frequenzvervielfachers 5, derart, daß die Frequenz
mit einer zum Modulator 1
definiert phasenverschobenen Eingangsfrequenz fmit
der geteilten Frequenz
gemischt wird. Das Mischprodukt aus beiden gelangt dann wiederum an den Modulator
1.
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Die ausführliche Schaltung zeigt F i g. 2. Die beiden Transistoren
6 und 7 gehören zum Gegentaktmodulator 1. In den Kollektorkreisen dieser
beiden Transistoren liegen die beiden Vbertrager 8 und 9.
Der Ubertrager
8 ist als ParalleIschwingkreis ausgebildet und auf die Frequenz
f abgestimmt, während der Ubertrager 9, der ebenfalls als Parallelschwingkreis ausgebildet
ist, auf die geteilte Frec.l uenz
abgestimmt ist. Die Spannung an der Sekundärwicklung 10 des Ubertragers
9 steuert zusammen mit der Spannung an der Wicklung 11 des Ubertragers
12 den Transistor 13 aus, der zugleich als Modulator und Verzerrer dient und dem
Frequenzvervielfacher 5 in F i g. I entspricht.
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Nachstehend sind einige Anwendungsbeispiele für den Rückmischteiler
nach der Erfindung gezeigt.
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F i g. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung dar, die
für die Erzeugung der Gruppenfrequenz von 124 kHz, aus der die Sekundärgruppenträger
eines Vierdraht-Trägerfrequenz-Systems für 300 bzw. 900 Kanäle abgeleitet werden,
verwendet werden kann. Ausgehend vom Quarzgenerator 14
mit einer Quarzfrequenz
von 1488 kHz wird über die beiden Frequenzteiler 15 und 16 am Ausgang des Frequenzteilers
16 die Frequenz von 124 kHz gewonnen. Düs Teilungsverhältnis des Frequenzteilers
15 beträgt 2:1, das des Frequenzteilers 16 6:1; durch Vervielfachung
der Frequenz von 124 kHz erhält man schließlich die Sekundärgruppenträger
1116 bis 4340 kHz. Hierbei wird der Frequenzteiler 16
in doppelter
Form ausgenutzt. Er dient einmal als Rückmischteiler für die Teilung der ihm zugeführten
Frequenz von 744 auf 124 kHz, was dem Teilungsverhältnis von f auf
entspricht, zum anderen dient er entsprechend der Erfindung zur Frequenzumsetzung
von 744 auf 1364 kHz, d. h. von der Frequenz f auf die Frequenz
f. Die Frequenz von 1364 kHz wird zum Mitziehen des Grundgenerators benötigt,
da sie zusammen mit der fremdzugeführten Steuerfrequenz von 124 kHz am Ausgang des
Umsetzers 17 wieder die Grundgeneratorfrequenz von 1488 kHz ergibt.
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In Zwischenämtern wird der Gruppenträger von 114 kHz aus dem frei
schwingenden Grundgenerator 18 mit der Quarzfrequenz von 1368 kHz
abgeleitet. Häufig ist es erforderlich, diesen Grundgenerator von 1368 kHz mit dem
Leitungspiloten von 60 kHz zu synchronisieren. Das Frequenzverhältnis 60:114 kHz
entspricht dem Frequenzverhältnis
wenn n gleich 10 ist.
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Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 4 gezeigt. Der
Gruppenträger von 114 kHz wird aus der Grundfrequenz von 1368 kHz durch Frequenzteilung
in den Frequenzteilern 19 und 20
erzeugt. Der Frequenzteiler
20 wird wieder zweifach zur Frequenzteilung und zur Frequenzumsetzung ausgenutzt.
Die Frequenz 684 kHz wird durch Umsetzung auf die Frequenz von 1254 kHz gebracht.
Diese Frequenz von 1254 kHz ergibt zusammen mit der Frequenz von 114 kHz im Modulator
21 umgesetzt die Frequenz 1368 kHz. Die Frequenz von 114 kHz wird aus der
Pilotfrequenz von 60 kHz ebenfalls durch Frequenzumsetzung im Rückmischteiler 22
gewonnen. Wenn eine volle Abhängigkeit des Gruppenträgers vom Leitungspiloten gegeben
sein darf, kann die am Ausgang des Rückmischteilers 22 abgegebene Frequenz von 114
kHz auch direkt als Gruppenträger verwendet werden.
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In den F i g. 5 bis 7 sind Ausführungsbeispiele gezeigt, die zur Erzeugung
der Gruppenpilote 84,08, 84,14, 411,92 und 411,86 kHz aus einem Grundgenerator,
von dem auch die einzelnen Trägerfrequenzen abgeleitet sind, geeignet sind. Auch
in diesen Fällen kann eine erhebliche Aufwandreduzierung durch Ausnutzung der Frequenzumsetzung
auf der Basis eines Rückmischteilers erzielt werden. Dem Rückmischteiler 23 wird
die Frequenz von 300 kHz zugeführt, und durch Frequenzumsetzung erhält man am Ausgang
die Frequenz von 500 kHz. Eine weitere Ausgangsfrequenz ist die Frequenz von 400
kHz. Dem Modulator 24 wird die Trägerfrequenz 496 kHz zugeführt, die umgesetzt
mit der Frequenz von 400 kHz am Ausgang die Frequenz von 96 kHz ergibt. Die Frequenz
von 96 kHz wird mit der Frequenz von 500 kHz im Modulator 25 umgesetzt, so daß am
Ausgang dieses Modulators die Frequenz von 596 kHz vorhanden ist. Durch Frequenzteilung
dieser Frequenz im Verhältnis 50:l im Frequenzteiler 26 erhält man dann die
Frequenz von 11,92 kHz, die zusammen mit der Frequenz von 96 kHz im Modulator 27
umgesetzt wird, so daß man schließlich am Ausgang die Pilotfrequenz von 84,08 kHz
abnehmen kann. Die Frequenz von 84,08 kHz ergibt zusammen mit der Frequenz von 496
kHz in Mod=.. lator 28 umgesetzt die Pilotfrequenz von 411,92 kFIz. Der Frequenzteler
23 wird hierbei wieder sowohl als Frequenzteiler als auch als Frequenzumsetzer ausgenutzt.
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Die Erzeugung der Pilotfrequenz von 84,14 kHz ist in F i g. 6 schematisch
dargestellt. Die Frequenz von 72 kHz gelangt sowohl an den Modulator 29
als
auch an den Modulator 34, die Gruppenträgerfrequenz von 114 kHz wird der Frequenz-Vervielfacher-
und Teileranordnung 30 zugeführt. Durch
Frequenzverdopplung erhält
man die Frequenz von 228 kHz, die zusammen mit der Frequenz von 72 kHz die Frequenz
von 300 kHz ergibt. Diese Frequenz von 300 kHz wird nun dem Rückmischteiler
31 zugeführt, in dem eine Frequenzumsetzung auf 550 kHz erfolgt. Zusammen
mit der Frequenz von 57 kHz, die ebenfalls am Ausgang der Teiler- und Vervielfaeheranordnung
30 abnehmbar ist, erhält man im Modulator 32 die Frequenz von 607 kHz, aus der durch
Frequenzteilung 50:1 im Frequenzteiler 33 die Frequenz 12,14 kHz entsteht. Zusammen
mit der Frequenz von 72 kHz erhält man dann durch Umsetzung die Pilotfrequenz 84,1.4
kHz am Ausgang des Modulators 34.
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In F i g. 7 ist ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel
fdr die Erzeugung des Gruppenpiloten 84,08 kHz und des Gruppenträgers 114 kHz aus
dem Leitungspiloten von 60 kHz gezeigt.
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Hierbei kann der Frequenzteiler 35 wieder in zweifacher Weise verwendet
werden. Er dient nämlich sowohl der Erzeugung des Gruppenträgers von 114 kHz als
auch der Frequenz von 54 kHz. Die Frequenz wird im Frequenzteiler 36 auf 102 kHz
umgesetzt. Durch Frequenzteilung im Verhältnis 25:1 im Frequenzteiler 37 erhält
man aus 102 kHz die Frequenz von 4,08 kHz, die zusammen reit der Frequenz von 80
kHz, die aus der Frequenz von 60 kHz mittels des Frequenzvervielfachers
38 gewonnen wird, durch Mischung im Modulator 39 die Pilotfrequenz 84,08
kHz ergibt. Der Frequenzteiler 35 ist wieder gleichzeitig als Frequenzteiler und
Frequenzumsetzer verwendet, während beim Frequenzteiler 36 lediglich die Frequenzumsetzung
ausgenutzt wird.
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Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich dann, wenn bei Frequenzteilern
hohe Primzahlteilungsverhältnisse notwendig sind. Wie bereits bekannt, ist ja bei
derartigen Frequenzteilern die Frequenzteilung nicht in einer Stufe durchführbar,
sondern sie geschieht über mehrere im Rückkopplungsweg der gesamten Frequenzteileranordnung
eingesetzte Teiler mit niedrigen Teilungsverhältnissen. Auch bei derartigen Teileranordnungen
läßt sich durch Anwendung von RückmischteiIern nach der Erfindung ein erheblicher
Aufwand an Bauteilen einsparen. In F i g. 8 ist das Blockschaltbild einer Rückmischanordnung
, mit einem Primzahlteilungsverhältnis 31:1 und in F i g. 9 das Blockschaltbild
einer Rückmischanordnung mit dem Teilungsverhältnis 41:1 gezeigt. Dem Modulator
40 in F i g. 8, der zugleich als Starti oszillator ausgebildet ist, wird die Grundfrequenz
von 124 kHz zugeführt. Die Rückkopplungsfrequenz beträgt 28 kHz. Durch Umsetzung
erhält man am Ausgang des Modulators 40 die Frequenz von 96 kHz und durch Frequenzteilung
6:1 im Frequenzteiler 41
die Frequenz von 16 kHz. Durch Doppelausnutzung des
Frequenzteilers 42 erhält man durch eine Teilung 4:1 sowohl die häufig in Trägerfrequenzsystemen
benötigte Grundfrequenz von 4 kHz als auch durch Ausnutzung der Frequenzumsetzung
die Rückkopp-; lungsfrequenz von 28 kHz. Es können dadurch also ein eigener Frequenzumsetzer
bzw. eigene Teiler-und Vervielfacheranordnungen, die zur Erzeugung der Frequenz
von 28 kHz aus der Frequenz von 16 kHz notwendig wären, eingespart werden. Die Anordnung
nach F i g. 9 ist analog zur Anordnung nach F i g. 8, wobei der Frequenzteiler 44
wieder ein zweifach ausgenutzter Rückmischteiler ist.