DE2022328A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Frequenzen fuer ein eine Vielzahl von Kanaelen enthaltendes Nachrichtenuebertragungssystem - Google Patents

Description

8139-69/H
DB 187

SOCIETA ITALIANA TELECOMUNICAZIONI SIEMENS S.p.a.,

Mailand, Italien

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Frequenzen für ein eine Vielzahl von Kanälen enthaltendes Nachrichtenübertragungssystem

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Frequenzen, vor allem der Trägerfrequenzen, für ein eine Vielzahl von Kanälen enthaltendes, nach dem Frequenzmultiplexprinzip arbeitendes Nachrichtenübertragungssystem aus einem Ausgangsfrequenzsignal.

Bei bekannten Anordnung zur Erzeugung der für ein Frequenzmultiplexsystem zur Übertragung von Nachrichten auf eine Vielzahl von Kanälen erforderlichen Frequenzen geht man von einem Niederfrequenzsignal aus, dessen Frequenz im allgemeinen 4 kHz beträgt· Mittels Bandpassfiltern werden dann aus den durch Signalverzerrung erzeugten Oberwellen die gewünschten Frequenzen ausgesiebt. Es ist auch bekannt, höhere Frequenzen (z. B. 612 kHz) nicht durch Verzerrung des Grundfrequenzsignals zu gewinnen, weil dessen hierfür benötigte Oberwellen (z. B. die 153ste Oberwelle) zu hoch wären, sondern durch Verzerrung einer Oberwelle der Grundfrequenz relativ hoher Ordnung (a. B. 12 kHz). Ferner sind Schaltungsanordnungen bekannt, mit welchen durch Kombinieren von zwei oder mehreren Oberwellen der Grund-

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frequenz Frequenzen gewonnen werden, die keine Vielfachen der Grundfrequenz sind.

Im Gegensatz hierzu werden bei einer Schaltungsanordnung zur Versorgung eines Vielkanalsyetems gemäß der Erfindung ausgehend von einem vergleichsweise sehr hoch frequenten Signal die gewünschten Frequenzen durch Frequenzteilung erzeugt. Die Frequenzen, welche keine ganzzahligen Bruchteile der Grundfrequenz sind und daher nicht durch eine Division erzeugt werden können, werden als Oberwellen eines der ganzzahligen Bruchteile gewonnen·

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Grundfrequen-z als Rechteoksehwingung von einem quarzgesteuerten Oszillator geliefert. Die Frequenzteilung erfolgt in üblicher Weise zum Beispiel durch Binärzähler. Wenn diese Zähler nicht rückgekoppelt sind, liefern sie ebenfalls rechteckige Schwingungen mit einem Pause/lmpuls-Verhältnis von 1,:1· Da bei dieser Rechteckform die Geradzahligen Oberwellen fehlen, kann man aus jeder Rechteckschwingung mittels einfacher Filter je nach Bedarf eine sinusförmige Schwingung mit der gleichen Frequenz erzeugen, welche der Grundfrequenz der Fourierschen Reihenentwicklung entspricht. Die Verwendung von binären Frequenzteilen hat außerdem den Vorteil, daß man auf einfache und sichere Weise die Freqvenzen erhält, die als Oberwellen eines der ganzzahligen Bruchteile der Grundfrequenz gewonnen wurden. Wenn in der Fourier-Reihe ein Rechteckimpulssignal mit der Frequenz f und der Impulsdauer V entwickelt wird, hat bekanntlich das Amplitudenspektrum den Verlauf

, wobei η ganmzahlig ist.

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Je kleiner also V, d. lüjje kürzer der Impuls ist, umso mehr Oberwellen sind im Spektrum enthalten, und umso flacher ist der Verlauf des Spektrums in der Umgebung des Ursprungs. Wenn man daher das Impulssignal mit der Frequenz f_Q einer Reihe von Bandpassfiltern zuführt, die auf seine Oberwellen abgestimmt sind, erhält man eine Reihe von sinusförmigen Signalen mit der Frequenz nf_Q, deren Amplitude umso gleichförmiger ist, je kürzer die Dauer t des Impulssignales ist.

Bei einer Anordnung gemäß der Erfindung können sehr kurze Impulse besonders einfach dadurch erzeugt werden, daß einer Koinzidenzschaltung (UND-Glied) einige der Signale der Frequenzteileranordnung zugeleitet werden, die von einem Impulssignal der Frequenz fρ gesteuert wird und ein Signal mit der Frequenz f., liefert, das am Ausgang der Koinzidenzschaltung als Impulssignal mit der Frequenz f- und einer Dauer von 1/^> f„) erscheint. Die Wahl der Signale hängt von der jeweiligen Ausführungsform der Frequenzteileranordnung ab.

Im Vergleich mit den bekannten Anordnungen zum Erzeugen von Frequenzen besitzt die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wesentliche Vorteile. Bekanntlich 1st es sehr wichtig, die im Eingangssignal enthaltenin Störsignale herabzusetzen, dft sie den Rauschabstand beim Übergang von der Crrundfrequenz zu den Oberwellen erheblich verschlechtern· Dies gilt insbesondere für Hetzstörungen von 50 oder 100 Hs oder die in die zuvor erzeugten Signale eingeführten Linien von + 50 Hz und +-100 Hz, welche eich als Linien von + 50 oder + 100 Hz in den Oberwellen bemerkbar machen und nicht mehr herausgefiltert werden können. Ein weiteres Problem stellen die Störungen dar, die durch die Betriebsspannung in die Verzerrungseinrichtung eingeführt werden können.

Bei einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird der Rauschabstand wesentlich verbessert, und die Schaltungsanordnung kann von Netzstörungen unabhängig gemacht werden. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung bedarf im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen auch keiner Eichung, da sie sehr stabil ist. Sie kann als integrierte Schaltkreise aufgebaut werden, wodurch eine beträchtliche Einsparung an Raumbedarf und Verlustleistung und eine entsprechende Herabsetzung der Kosten erreicht werden· Schließlich können sehr kurze periodische Impulse erzeugt werden, die ein sehr flaches Amplitudenspektrum in einem großen Frequenzbereich aufweisen. Mittels Bandpassfiltern können solche Frequenzen, die durch Teilung nicht gewonnen werden können, mit praktisch gleichen Amplituden erzeugt werden. Dies wiederum ermöglicht einheitlich ausgebildete Verstärker für die Trägerfrequenzen.

Eine Anordnung gemäß der bevorzugen Ausführungsform der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Rechteckgenerator hoher Frequenz und Stabilität, beispielsweise einem quarzgesteuerten Oszillator, der mit einer Rechteckimpulsformerschaltung gekoppelt ist, aus einer Reihe von Frequenzteilerketten und aus einigen Schaltkreisen zur Entschlüsselung von Auegangssignalen gewisser Stufen der Frequenzteileranordnung, wodurch sehr kurze Impulse mit einer vorbestimmten Fequenz erzeugt werden können.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun arikknd der Zeichnung näher erläutert werden· Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Sequenzen gemäß der Erfindung;

Flg. 2 eine Ausführungeform eines Frequenzteilerkreises zur Teilung durch 20 und einen Entschlüsselungskreis; und

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Pig. 3 Ausgangssignale der einzelnen Stufen des Teilerkreises und des Entschlüsselungskreises gemäß Fig.2.

Btbi der in Fig. 1 schematisch dargestellten Schaltungsanordnung erzeugt ein (nicht dargestellter) quarzgesteuerter Oszillator ein Rechteckschwingungssignal mit einer Frequenz von 1440 kHz (alle in der Zeichnung angegebenen Frequenzen verstehen sich in kHz). Mit an sich "bekannten Frequenzteilerkreisen werden aus diesem Signal einige der erforderlichen Frequenzen gewonnen, und zwar die Kanalträgerfrequenzen mit 12, 16 und 20 kHz, die Pilotfrequenz mit 60 kHz und zwei der Vorgruppenträgerfrequenzen von 96 und 120 kHz· Zur Gewinnung der entsprechenden sinusförmigen Signale können wenig aufwendige Filter (die in der Zeichnung nicht dargestellt sind) verwendet werden, da die am Filtereingang erscheinenden Signale nur aus der Nutzfrequenz und den entsprechenden Oberwellen zusammengesetzt sind. Auch die zweite Oberwelle wird auf einfache V/eise eliminiert ,und zwar mittels bekannter Kreise, die am Ausgang eine Rechteckschwingung mit einem Pause/Impuls-Verhältnis van 1 liefern.

Insbesondere für die Frequenzen von 12, 16 und 20 kHz genügen Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz, die nur wenig über 20 kHz liegt und für alle drei Frequenzen gleich ist. Auch für die beiden Vorgruppenfrequenzen von 96 und 120 kHz sind Tiefpassfilter ausreichend, deren Grenzfrequenz für beide Frequenzen geringfügig über 120 kHz liegt. Die anderen beiden Vorgruppenträgerfrequenzen von 8t und 10Ö kHz und die fünf Hauptgruppenträgerfrequenzen werden durch Auswahl (mittels nicht dargestellter Filter) der Oberwellen der Impulssignale mit einer Frequenz von 12 kHz gewonnen. Die Impulsbreite ist gleich der Periode der 240 kHz-Signale zur Gewinnung der beiden Vorgruppenträgerfrequenzen (Entschlüsselung A)

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und gleich der Periode der 1440 kHz-Signale zur Erzeugung der Hauptgruppenträgerfrequenzen (Entschlüsselung B). Die umgekehrte Trägerfrequenz der Hauptgruppe, 114 kHz, wird mittels eines Filters (wie die 19. Oberwelle) aus einem Impulssignal gewonnen, das eine frequenz von 6 kHz und die gleiche Impulsdauer besitzt wie die Impulse der Vorgruppe (Entschlüsselung A). Dieses Impulssignal erhält man durch Halbierung der Frequenz einer 12 kHz-Hechteckschwingung, die zusammen mit dem Vorgruppensignal (Entschlüsselung A) einem UND-Glied zugeleitet wird.

Als Beispiel zur Gewinnung irgendeiner anderen Oberwellenfrequenz aus 4 kHz soll nun erläutert warden, wie man eine Frequenz von 556 kHz erhält, die als Pilotfrequenz verwendet werden kann· Die Frequenz der 12 kHz-Rechteckschwingung wird durch drei geteilt und das gewonnene Signal wird zusammen mit den Hauptgruppenimpulsen, die am Ausgang des Entsohlüsselungskreises B erscheinen, an ein UND-Glied angelegt. Auf diese Weise erhält man Impulse mit einer Frequenz von 4 kHz und einer Dauer, die gleich derjenigen der Impulse der Hauptgruppe ist, und&Leraus kann man mittels eines (nicht dargestellten) Filters die 139· Oberwelle gewinnen· Der Aufwand des Filters wird dadurch wieder ausgeglichen, daß die Impulse auf sehr einfache Weise erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß außer den Verstärkern der drei Kanalträgerfrequenzen und den entsprechenden Filtern auch die Verstärker der vier Vorgruppenträgerfrequenzen und diejenigen der fünf Hauptgruppenträgerfrequenzen untereinander gleich sein können. Daduroh wird die Schaltungsanordnung sehr vereinfacht ·

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Pig. 2 zeigt eine scheeatieche Schaltungsanordnung eines durch 20 teilenden Frequenzteilers, der aus einen durch 5 teilenden Teiler (drei rückgekoppelte bistabile Stufen) und aus zwei in Kaskade geschalteten bistabilen Stufen besteht· Der dargestellte duroh 5 teilende Zähler 1st einer von verschiedenen verwendbaren Teilertypen.

Die am Ausgang der drei bistabilien Stufen des durch 5 teilenden Frequenztellers gemäß Flg. 2 erscheinenden Sehwingungsformen B, C und D sind in Pig. 3 dargestellt. Wenn ein Frequenzteiler eines anderen Typs verwendet wird, ändern sich selbstverständlich die Schwingungsformen. Der durch 20 teilende Frequenzteiler gemäß Fig· 2 erzeug^ine Rechteckschwingung F mit einer Frequenz, die 20 mal niedriger 1st als die Eingangsfrequenz (Signal A). Dieses Ergebnis ändert sich auch dann nicht, wenn man die dargestellte Reihenfolge des duroh 5 teilenden Teilers und der ersten bistabilen Stufe vertauscht·

Minn man eine bestirnte Anzahl von in geeigneter Weise ausgewählten Signalen des duroh 20 teilenden Frequenzteilers an ein UND-Glied anlegt, erhält man ein Signal, dessen Breite gleich der Periode dee Eingangssignal· let und dessen Periode ein 2Ostel der Periode des Eingangseignais beträgt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 werden die Signale C, D, E und F an das UND-Glied angelegt, deren Form aus Fig. 3 ersMhtlioh ist«

Ohne die Frequenz des Signales zu ändern, welohe am Ausgang des UHD-Gliedee erscheint, kann man die Breite bzw· Bauer des Signale« A halbieren, wenn man in der Entschlüsselung das Signal A hinzufügt, oder auf ein Drittel herabsetzen, wenn van einen durch drei teilenden Frequenzteller vorschaltet und dessen geeignete Ausgangs-

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signale in die Entschlüsselung einführt, oder auf ein Fünftel seines ursprünglichen Wertes, wenn man einen durch 5 teilenden Frequenzteiler vorschaltet und dessen Ausgangssignale in die Entschlüsselung einführt usw. Die praktische Anwendung dieser Methode ist in Fig. 1 gezeigt (Entschlüsselung B)·

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Claims (6)

1. Pat entansprüche

   Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Frequenzen für ein eine Vielzahl von Kanälen enthaltendes, nach dem Frequenzmultiplexprinzip arbeitendes Nachrichtenübertragungssystem aus einem Ausgangsfrequenzsignal, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der erforderlichen Frequenzen durch Division der Frequenz eines hochfrequenten Ausgangssignals gewonnen und die übrigen Frequenzen durch Ausfilterung von Oberwellen wenigstens einer der durch Division gewonnenen Frequenzen erzeugt werden.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochfrequente Ausgangssignal und die Signale mit den durch Division gewonnenen Frequenzen Rechteckschwingungen sind.
3. 3. Schaltungsanaflnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Intschlüsselungskreise vorgesehen sind, welche mit ausgewählten Stufen der Divisionsanordnung gekoppelt sind und kurze Impulse erzeugen, aus denen durch Ausfilterung der Oberwellen solche Frequenzen gewonnen werden, die nicht durch Division der Ausgangsfrequenz zur Verfügung stehen.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Divisionsanordnung und die Entschlüsselungskreise aus digital arbeitenden integrierten Schaltkreisen bestehen.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß für alle erzeugten Frequenzen gleichartige Verstärker und gleichartige Filter

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   verwendet werden, und daß die Verstärker und Filter jeweils gleiche einteilige Einheiten für diese Frequenzen bilden.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Frequenzen erzeugt werden, daß für jede Gruppe jeweils Verstärker eines einzigen, eigenen Typs und entsprechende gleichartige Filter verwendet werden, und daß die Verstärker und Filter jeweils einteilige Einheiten bilden, die innerhalb jeder Gruppe einheitlich sind«

   Λί

   L e e r s e i t e