DE2315247A1 - Fernmeldesystem - Google Patents

Description

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Litton Industries, Inc., Beverly Hills, Calif. / USA

Fernmeldesystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernmeldesystem unter Verwendung der Frequenzmultiplextechnik, mit einzelnen durch einen gemeinsamen Kanal verbundenen Sender-Empfänger-Stationen, bei welchen allen Stationen während des Betriebs elektromagnetische Wellenenergie mit einer Bezugsfrequenz zugeführt wird, und insbesondere auf ein Frequenzmultiplex-Fernsprechverbindunerssystem, bei welchem jede Station einen Normalfrequenzgenerator enthält. Die Erfindung macht Gebrauch von einem Frequenzplan, d.h. einem Schema, welches eine volle Duplexübertragung zwischen einer

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beliebigen Station und einer ausgewählten änderen Station ermöglicht.

Fernsprechsysteme bekannter Art verwenden eine zentrale Schaltanordnung, welche allgemein als Blocksystem entworfen ist, um die Kosten zu verringern und eine größere Zahl von Stationen, d.h, Benutzern des Systems zu ermöglichen. Da jede Station in einem zentralen Schaltsystem eine feste Verbindung erforderlich macht, ist es nicht praktisch,ein System vorzusehen, welches alle "möglichen Kombinationen von Stationenpaaren gleichzeitig in dem System verbinden kann. Die Anzahl von Stationen, welche in einem System für eine vorher bestimmte Blockwahrscheinlichkeit vorgesehen werden kann, ist bestimmt durch die festgestellte Verkehrsdichte in Erlang, wobei ein Erlang als gleich der Zahl von Anrufen mal der Länge der Anrufe geteilt durch die Zeit definiert ist und die Zeit in Stunden ausgedrückt wird. Wenn der Verkehr in einem zentralen Schaltsystem über die Dichte hinaus zunimmt, für welche das System ausgelegt ist, erfährt die Qualität des Systems eine Verschlechterung, welche unverhältnismäßig stark zunimmt. In einem System mit 50 Stationen kann z.B. eine Zunahme des Spitzenverkehrs um 30 % das Maß, d.h." die Betriebsqualität von einem blockierten Anruf je tausend Anrufe auf einen blockierten Anruf je dreißig Anrufe reduzieren. Eine solche Zunahme im Verkehr kann zeitweise oder dauernd sein» Sie kann die Folge sein einer vergrößerten Zahl von durchgeführten Anrufen je Teilnehmer, d.h. teilnehmender Stationen, von mehr Zeit je Anruf, einer vergrößerten Anzahl von Teilnehmerstationen, oder einer Änderung in dem Verkehrsmuster. Wenn die Änderung dauernd ist₉ kann das zentrale Schaltsystem zur Anpassung erweitert* werden. Wenn die Änderung zeitweise oder infolge eines Notstandes auftritt, ist eine Abnahme der Betriebsqualität unvermeidbar.

Das Frequenzmultiplex-Fernsprechverbindungssystem gemäß der Erfindung ist ein nichtblockendes System, da es allen Teil--

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nehmerstationen in dem System ermöglicht, Anrufe schnell und direkt durchzuführen, und sicherstellt, daß jeder Teilnehmer jeden anderen Teilnehmer jederzeit erreichen kann.

Ein zentrales Schaltsystem bekannter Art ist anfällig auf Störungen in Katastrophenfällen, wenn das zentrale Schaltgerät, d.h. das Schaltsystem auf eine Anzahl von Arten beschädigt oder fehlerhaft werden sollte. Das Fernsprechverbindungssystem gemäß der Erfindung führt infolge der dezentralisierten Lösung, nach welcher überhaupt kein zentrales Schaltgerät oder -system vorgesehen ist, zu einem sehr zuverlässigen System. Jede Station ist infolge des einzigartigen Frequenzplans der Erfindung durch die Verwendung eines Normalfrequenzgenerators als eigener Zentralschalter ergänzt. Ein Fehler in diesem beschriebenen System legt lediglich die einzelne Station still. Weiter macht es der Frequenzplan des Frequenzmultiplex-Fernmeldesystems der Erfindung möglich, ein einziges Kabel zu benutzen, welches alle Stationen in dem System verbindet und verglichen mit den zahlreichen, bei einem bekannten zentralen Schaltsystem erforderlichen, verdrillten Drähten leicht zu installieren ist. Jede teilnehmende Station in dem System kann schnell und leicht ohne umfassende Neuverdrahtung wie bei dem bekannten zentralen Schaltsystem geändert werden.

Die hier beschriebene Ausführungsform eines Frequenzmultiplex-Fernsprechverbindungssystems gemäß der Erfindung kann ohne Verwendung eines zentralen Schaltsystems an 10 bis 1000 Teilnehmerstationen angepaßt werden. Diese Anordnung ist selbst gegenüber der Lösung von Fernsprechverbinlungen mit dem Zeitmultiplexverfahren vorteilhaft, da mit dem Zeitmultiplexverfahren keine so große Zahl von mit einem einzigen Kabel verbundenen Stationen bedient werden kann wie bei einem Frequenzmultiplexverfahren. Weiter wird infolge des Erfordernisses

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eines gerichteten Signalflusses und infolge der zwangsläufigen zufälligen Zeitverzögerung in einem Kabelsystem die Synchronisierausrüstung beim Zeitmultiplexverfahren extrem komplex.

Einige bekannte Fernmeldesysteme haben ein Frequenzmultiplexverfahren verwendet, bei welchem jede Station mit einer anderen mit einer einzigen Frequenz über ein Paar Sende- und Empfangskabels welche manchmal beschreibend "highways" genannt werden, in Verbindungsteile. Das System der vorliegenden Erfindung verwendet zwei unterschiedliche Frequenzen, eine zum Senden und eine zum Empfangen, zweckmäßig über ein einziges Kabel, und die Größen dieser zwei Frequenzen sind verschieden da sie von der Station abhängen, welche von einer anderen Station angerufen worden ist. Diese Anordnung vereinfacht Aufbau, Installation und Ergänzung des Systems» Sie reduziert auch die Probleme der Verbindung zwischen den Stationen und macht es möglich, eine Signalverstärkung einzuführen₉ um den Betriebsbereich auszudehnen. Der Normalfrequenzgenerator in jeder Station und der von dem Noriaaifrequenzgenerator in jeder Station verwirklichte Frequensplan macht diese Verbesserungen möglich.

Wie sich aus der ausführlichen Beschreibimg im folgenden ergibt, schafft die Erfindung ein verbessertes Frequenzmultiplex-Fernmeldesystem, welches besonders nützlich als Fernsprechsystem ist, und einen Frequenzplan hierfür, welcher einen nichtblockenden vollen Duplexbetrieb zwischen einer Vielzahl von Stationen herstellt, welcher verglichen mit bekannten Systemen in der Komplexität wesentlich reduziert ist und welcher zuverlässig ist, geringe Installationskosten hat und !sieht an sich ändernde Forderungen des Benutzers angepaßt werden kann.

In der spezifischen, im folgenden beschriebenen und dargestellten Ausführungsform ist jede der Stationen mit einem Normalfrequenzgenerator zur Verwirklichung des Frequenzplans ausgerüstet, welcher einen automatischen Zusammenhang zwischen den Frequenzen

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der anrufenden und der angerufenen Stationen herstellt, wobei eine anrufende Station auf die Empfangsfrequenz einer angerufenen Station abgestimmt wird und sich selbst für den Empfang der Sendefrequenz der angerufenen Station einstellt. Der Norraalfrequenzgenerator in jeder Station vermag alle Frequenzen innerhalb eines weiten Systemfrequenzberexchs zu erzeugen, während er weiter in der Lage ist, seine Ausgangsfrequenz von einem festen Wert auf einen anderen innerhalb eines weiten Frequenzbereiches schnell zu verstellen.

Obwohl es aus der obigen Beschreibung klar geworden sein wird, scheint es doch angebracht zu betonen, daß der Ausdruck "Frequenz" ,wie er hier durchwegs verwendet wird, auf die elektromagnetische Wellenenergie bei einer bestimmten Frequenz hinweisen soll. Da es üblich ist, diesen langen Ausdruck durch

kurze Bezugnahme auf eine "Frequenz" abzukürzen, ist diese übliche Art der Darstellung auch hier gewählt worden.

Allgemeine Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber bekannten Fernmeldesystemen einfacheres und zuverlässigeres Fernmeldesystem, insbesondere wie oben beschrieben, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit einem Fernmeldesystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jede Station die Differenz zwischen einer Sendefrequenz und einer Empfangsfrequenz gleich der Bezugsfrequenz ist.

Weiterbildungen der Erfindung bzw. zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen.

Insbesondere wird entsprechend des spezifischen Frequenzplans, d.h. Schema, wie er durch die hier gezeigte Ausführungsform verwirklicht wird, eine spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz

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für jede Station festgelegt, welcher eine Sendefrequenz gleich der Summenfrequenz der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz und der Bezugsfrequenz zugehörig ist. Im Betrieb ist eine spezifische Station, wannimmer sie die Verbindung mit einer anderen Station einleitet, zum Senden mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz der anderen Station und gleichzeitig zum Empfangen mit der Summenfrequenz betätigbar. So ist zu erkennen, daß jede Station, wenn sie eine andere Station anruft, zum gleichzeitigen Senden mit einer Frequenz, welche die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz der anderen Station ist,und zum Empfangen mit der Summenfrequenz betätigbar ist, und daß jede Station, wenn sie von einer anderen Station angerufen wird, zum Empfangen mit ihrer spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz und zum Senden mit der Summenfrequenz betätigbar ist. Die Verwirklichung des Frequenzplans der Erfindung ist so ausgeführt, daß in jeder spezifischen Station Senderund Empfängerschaltungen vorgesehen sind, die Senderschaltung selektiv mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz einer anderen Station oder mit der Frequenz gleich der Summe der spezifischen Empfangsbereitschaftfrequenz der spezifischen Station und der Bezugsfrequenz betätigbar ist, und die Empfängerschaltung gleichzeitig mit der Frequenz gleich der Summe der spezifischen Empfangbereitschaftfrequenz der anderen Station und der Bezugsfrequenz oder mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz der spezifischen Station betreibbar ist.

Entsprechend weiteren spezifischen Merkmalen eines beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiels' umfaßt dieses einen Oszillator in jeder Station«) welcher normalerweise elektromagnetische Wellenenergie mit der spezifischen Empfangsbereitschaftfrequenz erzeugt,und welcher zum Erzeugen einer Sendefrequenz einstellbar ist_s welche di© Summe der Empfangsbereitschaftsfrequenz einer beliebigen anderen Station und der Bezugsfrequenz ist.

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Zweckmäßig ist der Oszillator in jeder Station ein spannungsgesteuerter Oszillator, der einen Teil eines Normalfrequenzgenerators mitphasenöbarrer Erfassung bildet, dessen Ausgangsfrequenz normalerweise die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz der Sendestation und so einstellbar ist, daß sie gleich der Summe der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz einer beliebigen anderen Station und der Bezugsfrequenz ist.

Auch kann die Ausgangsfrequenz von dem Normalfrequenzgenerator von einer Abtast- und Halteschaltung als Punktion eines von einem Umsetzer zugeführten digitalen Eingangsgesteuert sein, um hierdurch die Ausgangsfrequenz von dem Normalfrequenzgenerator auf die Summe der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz einer anderen Station und der Bezugsfrequenz einzustellen.

In dem unten beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiel stellt der Normalfrequenzgenerator, welcher den Oszillator, die Abtast- und Halteschaltung und einen mit dem Umsetzer verbundenen Teiler mit einstellbarem Teilverhältnis umfaßt, einen geschlossenen Regelkreis dar, welcher zum Anlegen einer Steuerspannung an den Oszillator arbeitet, deren Größe eine Funktion des dem Teiler über den Umsetzer zugeführten digitalen Eingangs ist.

Dann ist der Aufbau derart, daß der dem Teiler zugeführte digitale Ausgang bewirkt, daß der Normalfrequenzgenerator die Summenfrequenz aus der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz einer der Stationen und der Bezugsfrequenz erzeugt,

Es wurde festgestellt, daß optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn alle Sende- und Empfangsfrequenzen in einen Bereich innerhalb Frequenzoktave oder weniger fallen, vorzugsweise derart, daß die spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenzen der Stationen in die untere Hälfte der Frequenzen des Bereichs und die diesen Empfangefreque . zugehörigen Sendefrequenzen in die oberen Hälfte der Frequenzen des Bereichs fallen.

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Obwohl die so übertragenen Frequenzen als die die Information enthaltenden Signale verwendet werden, ist ein besonders zweckmäßiges Fernmeldesystem entsprechend der Erfindung so aufgebaut, daß die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz und die Summenfrequenz die Trägerfrequenzen darstellen, welche für die übertragung mit einer Signalfrequenz moduliert und für den Empfang demoduliert werden.

Wannimmer das Fernmeldesystem ein Fernsprechsystem ist, ist die Signalfrequenz eine Frequenz im Hörbereich.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden zum besseren Verständnis der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches ein Ausführungsbeispiel eines Fernmeldesystems entsprechend der Erfindung darstellt,

Fig. 2a und 2b Diagramme zur Erläuterung des Frequenzplans des Fernmeldesystems nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des in jeder Station des Fernmeldesystems nach Fig. 1 verwendeten Normalfrequenzgenerators,

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild, welches eine in dem Normalfrequenzgenerator nach Fig. 3 verwendete Abtast- und Halteschaltung zeigt,

Fig. 5 ein Diagramm, welches zur Erläuterung des Betriebs der Schaltung nach Fig. 4 verschiedene Wellenformen zeigt, und

Fig. 6 ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 1, welches eine Modifikation zeigt, die ein anderes Ausführungsbeispiel des Fernmeledesystems nach der Erfindung darstellt.

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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Blockschaltbild eines Fernsprechverbindungssystems gezeigt, bei welchem eine FrequenzmultipIexanordnung zum Verbinden einer Vielzahl von sendenden und empfangenden Stationen 12, IU bis N, die jeweils schematisch durch die Darstellung eines Telefonapparates angedeutet sind, miteinander Verwendung findet, um eine nichtblockierende volle Duplexübertragung zwischen einem beliebigen Paar von Stationen zu ermöglichen. Die Stationen sind über Koppler 16 mit einer Nachrichtenfernverbindung in Form eines Koaxialkabels 18, welches den übertragungskanal darstellt, verbunden. Die Koppler 16 sehen auch eine dem System gemeinsame Bezugsfrequenz f_r für jede Station vor. Die Bezugsfrequenz f_r wird durch einen Systemfrequenzgenerator 19 erzeugt, welcher mit dem Koaxialkabel 18 verbunden ist. Eine Anzahl von Stationen kann mit einem Mehrfachkoppler verbunden sein, welcher seinerseits die einzelnen Verbindungen zu jeder der Stationen getrennt herstellt. Eine Gleichstromversorgung kann entweder örtlich an jeder der Stationen 12, 14...N oder an einem Koppler 16 in Form eines Mehrfachkopplers erfolgen.

Eine typische Station enthält einen Hörer, in welchen auf bekannte Weise eine Sende- und Empfangsschaltung angeordnet ist. Der Sender führt dem Eingang eines Senderschaltungswegs, welcher gebildet wird durch den Eingangsanschluß eines Modulators 20 in Form eines Gegentaktmodulators, der durch die ihm von dem Koppler 16 zugeführte Bezugsfrequenz f erregt wird, eine Tonfrequenz f_Arjr,TQ zu. Die Bezugsfrequenz, welche in dem ganzen System verteilt wird, wird so gewählt, daß sie sich außerhalb der Übertragungsbandbreite des Systems befindet. Ihr Zusammenhang mit den anderen Übertragungsfrequenzen wird im folgenden erläutert werden, und es ist hier zu bemerken, daß der Ausdruck " Bezugsfrequenz" infolge des Fehlens eines besseren Ausdrucks gewählt worden ist, obwohl diese Frequenz nicht als Norm oder Basis für Messungen Verwendung findet.

Die dem Modulator 20 zugeführten Tonsignale werden moduliert,

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um einen Ausgang mit zwei Seitenbändern zu erzeugen, dessen Frequenz (f_r +_ ^auDIO^ "*"^st* ^w^^{e bel€annt}s mischt ein Modulator, insbesondere ein solcher in Gegentaktschaltung, einen Träger und ein modulierendes Signal derart, daß der Ausgang nach dem Stattfinden der Modulation allgemein zwei Seitenbänder enthält, während der Träger stark reduziert ist. Dieser Ausgang wird dann durch ein Filter 22 geführt, welches als Seitenbandfilter eines der beiden Seitenbänder unterdrückt. Der Ausgang des Filters 22 _s welches ein Seitenband unterdrückt hat, ist ^s0 (^₁. ⁺ ^AUDIO^* ^E"*"^{n zwe}2-^ter Modulator 24 in Form eines Gegentaktmodulator nimmt die Bezugsfrequenz und das Tonsignal (f + fftTjDiCp ^{von deRi F}^-^{lfcer 22 an e}inem ersten Eingangs ans chluß auf. Der dem zweiten Eingangsanschluß des Modulators 24 züge- ^% führte Träger ist gewöhnlich die Empfangsbereitschaftsfrequenz oder Frequenz f_ der Station,, in Fig. 1 durch den Hörer der Station 1.2 dargestellt, welche von einem einstellbaren digitalen Normalfrequenzgenerator mit Frequenzsynthese hinzugefügt wird. Der einstellbare Frequenzausgang des Normalfrequenzgenerators wird durch digitale Signale gesteuert_s welche von der Station 12 durch einen geeigneten digitalen Signalumsetzer, wie einen dualen Signalumsetzer 27 für eine Ton-Digital-Umsetzung erzeugt werden. Der Normalfrequenzgenerator wird von einer Bezugsfrequenz f' gespeist, welche wie im folgenden beschrieben durch Teilen des Systembezugssignals mit der Bezugsfrequenz f_r in einem Teiler 28 erzeugt wird. Der Ausgang des Modulators 24 hat so zwei Seitenbänder mit der Frequenz / f £ (f + ^Λπηίο^ ^^{9 welche} dem Eingangsanschluß eines Bandpaßfilters 29 zugeführt wird, dessen Bandpaßbreite glei.ch oder kleiner als 2 f ist. So wird das Bandpaßfilter 29 abhängig von der verwendeten Betriebs weise entweder das Signal mit / f + (f + ffi_UDjQ) / oder das Signal mit / f - (f + ^Λττηιο^ ^ ^durcillasserV^n:5-^cnt Jedoch beide Signale. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 29, z.B. das Signal mit / f ( f_r + ijiTjDIcP ^* ^w^^{rci dem} Eingang eines Kopplers 16 und dann über ein Koaxialkabel 18 den Kopplern aller weiteren Stationen 14 bis N zugeführt.

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Die gesamte Bandbreite des Frequenzmultiplex-FernmeIdesystems ist zweckmäßig auf weniger als eine Oktave begrenzt, so daß keine zweite Harmonische irgendeiner Frequenz einer Station in die nutzbare Bandbreite einer anderen Station fällt, da dies zum Auftreten von Störungen zwischen den Stationen führen würde. Eine ausführlichere Erläuterung der Bezugsfrequenz f , der Betriebsbandbreite und der Zahl von möglichen Stationen in einem typischen System wird im folgenden im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b gegeben werden.

Der Koppler 16 führt weiter ein Empfangsfrequenzsignal dem Eingang eines Empfängerschaltungsweges in der Station 12 zu, welcher durch einen Eingangsanschluß eines dritten Modulators 30 in Form eines Gegenmodulators gebildet ist. Der Modulator 30 erhält einen zweiten Eingang, welcher die Ausgangsfrequenz f

des einstellbaren Normalfrequenzgenerators 26 ist. Wenn die Eingänge von dem Normalfrequenzgenerator 26 und von dem Koppler 16 die gleiche Frequenz f haben, wird der Ausgang des Modulators 30 nur das Tonsignal mit ^audID ^en-fchalten· Unter diesen Umständen erfüllt der Modulator 30 in Gegentaktschaltung, welchem Eingänge mit der gleichen Frequenz zugeführt werden, die Funktion eines Demodulators, d.h. er wird alle Tonsignale nahe dieser Frequenz auf eine Weise erfassen, welche als synchrone Erfassung bekannt ist. Der Ausgang von dem Modulator 30 wird dann durch ein Bandpaßfilter 32 in Form eines Tiefpaßfilters für Tonfrequenzen geführt, um unerwünschte Frequenzen außerhalb des Tonfrequenzbereiehs zu eliminieren. So weist der Ausgang des Bandpaßfilters 32 nur die Tonfrequenz f"_AUDIO auf, welche dem Empfänger der Station 12 zugeführt wird.

Obwohl sich dies aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen klar ergeben wird, ist hier hervorzuheben, daß die Bezeichnung £λττγ)το» ^we-'-^c*^{le au}^ <^ie Tonfrequenz hinweist, in den Sender und Empfängerschaltungswegen in Fig. 1, welche durch die oberste und unterste horizontale Linie in jeder der zwei Stationen32

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und l4 in Pig. 1 dargestellt werden, der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden ist. Es ist jedoch klar, daß die dem Modulator 20 zugeführte Frequenz ί\\ττητο notwendigerweise auch in den modulierenden Wellenformen der Träger mit f und (f + f )

s sr

auftritt, obwohl nur diese Bezeichnungen, welche auf die Träger hinweisen, zwischen dem Filter 22 und dem Modulator 24 sowie zwischen dem Bandpaßfilter 29 und dem Koppler 16 eingetragen sind. Auf ähnliche Weise ist auch in dem Empfängerschaltungsweg von dem Koppler 16 zu dem Filter 32 die Frequenz Αήττητο enthalten, da sie das zu übertragende und zu empfangende Signal darstellt.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Stationen 12.bis N mit gleichen Sender- und Empfängerschaltungswegen vorgesehen sind und jede Station einen einstellbaren digitalen Normalfrequenzgenerator 26 und die gleiche Bezugsfrequenz f des Systems verwendet. Jede Station hat eine feste "Eigenfrequenz", welche ihre Empfangsbereitschaftsfrequenz ist, mit der sie bei Anruf von einer anderen Station modulierte Toninformation aufnimmt und diese Information über ihren Modulator 30 in Gegentaktschaltung durch Unterdrücken des Trägers und Erfassen des Tonsignals weitergibt. Das Tonsignal wird dann dem Empfänger in dem Hörer zugeführt, Während jede so angerufene Station Information durch einen tonmodulierten Träger bei der ihr zugeordneten besonderen Empfangsbereitschaftsfrequenz aufnimmt, gibt sie automatisch Information durch einen tonmodulierten Träger bei einer zugehörigen Sendefrequenz ab, wobei die Differenz zwischen der Sendefrequenz und der Empfangsfrequenz gleich der Bezugsfrequenz f_r unabhängig davon ist, ob die Station die anrufende oder angerufene Station ist. Zum Beispiel kann der Station 12 die feste Frequenz f von 12,01 MHz als Empfangsbereitschaftsfrequenz zugeordnet sein. Wenn die Bezugsfrequenz f_r 2,5 MHz ist, ist die Sendefrequenz (f + f ) der Station 12 automa-

S χ

tisch auf 14,51 MHz für den Bereitschaftszustand oder beim Anruf durch eine andere Station festgelegt. Wannimmer jedoch eine Station eine andere Station anruft, wie es für die Station

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Ik in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt der Normalfrequenzgenerator die Summenfrequenz , wobei die Empfangsfrequenz die Summenfrequenz und die Sendefrequenz die Frequenz f ist, welches die

spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz der anderen, d.h. der angerufenen Station ist.

Wie oben erwähnt ist die gesamte Bandbreite des Frequenzmultiplex-Fernmeldesystems auf gleich oder weniger als eine Oktave begrenzt. Das heißt, das Verhältnis zwischen der größten Trägerfrequenz fp und der niedrigsten Trägerfrequenz f. im Frequenzbereich des Systems sollte,wie in Fier. 2a dargestellt, kleiner als zwei sein, wie es dargestellt wird durch den Ausdruck

^f2

<

^fl

Weiter sollte die Differenz aus der größeren Frequenz f„ und der kleineren Frequenz f.. gleich oder kleiner zweimal der Bezugsfrequenz f sein:

- 2f_r

Um die Zahl von Kanälen N für ein volles Duplexsystem zu berechnen, werden folgende Annahmen gemacht: k = Tonbandbreite g = Sicherheitsbandbreite Af = Bandbreite je Kanal

Af = 2k + g

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N = f? - fι
2Af

Für f und f. ergibt sich eine Annäherung an ein Maximum:

f₂ -

.".N= fr

Wenn f gleich 2,5 MHz ist_s ergibt sich

f_± (min.) = 5 MHz

f₂ (max. ) = 10 MHz

Wenn ΔΓ gleich 10 kHz ist_s ergibt sich :

^{2 5}°°- =250 Kanäle

Af ¹⁰

In dem dargestellten Beispiel sind T₁ gleich 10 MHz und Fq gleich 15 MHz. Mit diesen Werten ist die Gesamtzahl von Kanälen N ebenfalls 250. Es wird sich zeigen, daß f„ 20 MHz sein könnte, Dann würde die Bezugsfrequenz f 5 MHz und die Gesamtzahl von Kanälen N 500 sein.

In den Fig. 2a und 2b sind die Minimalfrequenz f^ und die Maximalfrequenz fp durch die Endpunkte einer Linie dargestellt, welche die verschiedenen Frequenzen innerhalb der Bandbreite des Frequenzmultiplex-Fernmeldesystems zwischen f<, und fp zeigt. Dabei stellt die untere Hälfte von Frequenzen die

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festen Eigenfrequenzen, d.h. die spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenzen, und die obere Hälfte von Frequenzen die zugehörigen Eigensendefrequenzen dar, deren Differenz die Bezugsfrequenz f des Systems ist. In dem in einer Ausführungsform als Beispiel gezeigten System sind 250 Kanäle vorgesehen, welche in dem Gesamtbereich zwischen 10 MHz und 15 MHz betrieben werden können, während die Bezugsfrequenz f auf 2,5 MHz festgelegt ist. Es wird sich ergeben, daß jeder einzelnen Station eine andere, spezifische feste Empfangsbereitschaftsfrequenz zugeordnet ist. Die Empfangsbereitschaftsfrequenz und die Sendebereitschaftsfrequenz sind die Frequenzen, auf welche sich eine anrufende Station bei Einleitung der Verbindung selbst abstimmt. Zum Beispiel ist der Station 12 die Empfangsfrequenz von 12,01 MHz zugeordnet. Das Tonfrequenzbreitenband jedes Kanals ist 3 kHz breit, während das Sicherheit sband zwischen ihm und der nächsten Frequenz 4 kHz breit ist. So ist die nächste zugeordnete Empfangsfrequenz 12,02 MHz, Die Station 12 sendet im Bereitschaftszuetand und beim Anruf mit der zugehörigen festen Sendefrequenz von 14,51 MHz _t während die nächste Station unter den gleichen Bedingungen bei einer Frequenz von 14,52 MHz sendet.

In Fig. 3 ist ein typischer einstellbarer digitaler Normalfrequenzgenerator 26 gezeigt, welcher von der über den Teiler 28 aus der Bezugsfrequenz f abgeleiteten Frequenz f ' gespeist wird. Der Normalfrequenzgenerator erhält weiter ein digitales Eingangssignal von einem Wählsignalumsetzer 27. Der Normalfrequenzgenerator 26 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator 36, dessen Normalfrequenzausgang f im Bereitschaftszustand einem Verbindungspunkt 38 und dann dem Eingang eines Verstärkers 40 sowie dem Senderschaltungsweg der Station zugeführt wird, zu welcher er gehört, und so über das Koaxialkabel l8 dem Empfängei^oinalbunssweg aller anderen Stationen zugeführt wird. Der Normalfrequenzgenerator 26 ist ein Generator mit phasen-

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starrer Schleifensehaltung_s welcher sich, wenn eine andere Station angerufen wird, automatisch auf die durch einen Teiler 42 mit variablem Teilverhältnis bestimmte richtige Frequenz einstellt. Der Teiler 42 erhält ein Eingangsfrequenzsignal von dem Verbindungspunkt 38 über einen zweiten Verstärker 44 und erhält von dem Wählsignalumsetzer 27 ein digitales Signal, welches durch den Wählvorgang erzeugt wird. Der Ausgang des variablen Teilers 42 wird dem Eingangsanschluß einer Abtast- und Halteschaltung 46 zugeführt, welche das Signal über Phasenerfassung mit dem Bezugsfrequenzsignal f_r ^f vergleicht. Der Gleichstromausgang der Abtast- und Halteschaltung 46 wird dann dem spannungsvariablen Kondensator in dem Oszillatorschwingkreis des spannungsgesteuerten Oszillators 36 zugeführt, um den phasenstarren Regelkreis des Normalfrequenzgenerators 26 zu schließen.

Wenn der Normalfrequenzgenerator 26 in seinem normalen Bereitschaftszustand oder im Zustand der angerufenen Station bei Einleitung einer Verbindung durch eine andere Station arbeitet,' erzeugt er die feste zugeordnete spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz, welche hier für die Station 12 mit 12,01 MHz angenommen ist. Die Bezugsfrequenz f_r wird von dem Teiler 28 geteilt, um eine Bezugsfrequenz f * von 10 kHz für den Normalfrequenzgenerator zu erzeugen. In dieserAnatinung ist der digitale Wähleingang zu dem Teiler mit variablem Teilverhältnis 12,01. Der Teiler, der eine Dickfilmanordnung in Form eines Zählers sein kann, erzeugt dann einen Ausgangsimpuls für 12ol Perioden des Eingangssignals mit f . welches von dem spannungsgesteuerten Oszillator s

36 aufgenommen wird. So ist zu erkennen, daß der Ausgang des' Teilers 42 mit variablem Teilerverhältnis 10 kHz ist. Das. heißt, daß sich, wenn der spannungsgesteuerte Oszillator mit der gewünschten Frequenz von 12,01 MHz arbeitet, der Ausgang der Abtast -und Halteschaltung 46 während der gesamten Telefonunterhaltung auf einem konstanten Gleichspannungspegel befindet.

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Einzelheiten der Abtast- und Halteschaltung 46 sind in Fig. 4 gezeigt. Das Bezugssignal f ' des Normalfrequenzgenerators wird einem Eingangsanschluß 48 zugeführt, welcher mit einem Anschluß eines Kondensators 50 verbunden ist, dessen zweiter Anschluß mit der Basis eines Transistors 52 in Form eines npn-Transistors verbunden ist. Die Basis des Transistors 52 ist weiter über einen Widerstand 54 mit Erde verbunden. Der Emitter des Transistors 52 ist über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 56 und einem Widerstand 58 mit Erde verbunden. Der Emitter ist weiter über einen Schalter 59 mit Erde verbunden, welcher in geschlossenem Zustand einen ersten Spannungsbereich und im offenen Zustand einen zweiten höheren Spannungsbereich für die Abtast- und Halteschaltung 46 aufbaut. Der Kollektor des Transistors 52 ist mit einem Verbindungspunkt 60 verbunden, welcher seinerseits mit dem Kollektor eines Transistors 62 in Form eines npn-Transistors verbunden ist. Der Emitter des Transistors 62 ist über einen Widerstand mit.einer Quelle positiven Potentials verbunden. Das gleiche positive Potential ist über einen in Reihe geschalteten Widerstand 66 auf die Kathode einer Diode 68 geschaltet, deren Anode mit der Basis des Transistors 62 verbunden ist. Die Basis des Transistors 62 ist weiter über einen Widerstand 70 mit Erde verbunden, um die Konstantstromschaltung zu vervollständigen.

Der Verbindungspunkt 60 ist mit einem Anschluß eines Kondensators 72 verbunden, dessen zweiter Anschluß mit Erde verbunden ist. Der Verbindungspunkt 60 ist weiter mit der Quellenelektrode eines FET (Feldeffekttransistors) 74 vom p-Typ verbunden. Der FET 74 wirkt als Schalter beim Zuführen eines Signals mit fjyiY von dem Teiler 42 mit variablem Teilverhältnis zu einem Eingangsanschluß 76. Der Eingangsanschluß 76 ist über eine Reihenschaltung eines Kondensators 78 und eines Widerstands 80 mit der Basis eines Transistors 82 in Form eines pnp-Transistors verbunden. Der Emitter des Transistors 82 ist mit einer Quelle

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positiven Potentials verbunden, welche über einen Widerstand 84 auch an seiner Basis angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 82 ist über einen Widerstand 85 mit Erde und weiter mit einem Anschluß eines Kondensators 86 verbunden, dessen zweiter Anschluß mit der Steuerelektrode des FET 74 verbunden ist.

Die Steuerelektrode des FET 74 ist weiter über einen Widerstand 88 mit Erde verbunden.

Dem Eingangsanschluß 48 wird eine mit der Bezugsfrequenz f ' erzeugte Reihe von Impulsen zugeführt. Diese Impulse werden dazu benutzt, den von dem Transistor 52 gebildeten Schalter einzuschalten.. Wenn sie auftreten, schließt der Transistor 52 die über dem Kondensator 72 auftretende Spannung, welche infolge des durch den Transistor 62 erzeugten konstanten Stromes linear ansteigt, gegen Erde kurz-. Das Ergebnis ist eine Dreieckswellenform am Verbindungspunkt 60 wie in Fig. 5 gezeigt. Diese Spannungsform wird der Quellenelektrode des FET 74 zugeführt. Durch den Schaltvorgang des Transistors im Ansprechen auf das Signal mit f_Djy von dem Teiler mit variabler Teilfrequenz an dem Eingangsanschluß 76 wird der FET 74 für sehr kurze Zeitdauern,welche sich einen geringen Prozentsatz der Periode der Dreieckswellenform nähern, eingeschaltet.

Die Senkenelektrode des FET 74 ist mit einem Anschluß eines Kondensators 90 als Speicherkondensator,nämlich einem Verbindungspunkt 89, und über den Kondensator 90 mit Erde ver- , bunden. Die Senkenelektrode ist weiter mit der Steuerelektrode eines zweiten FET 92 vom p-Typ verbunden, dessen Senkenelektrode mit der Quelle positiven Potentials verbunden ist. Die Quellenelektrode des FET 92 ist über einen Widerstand 94 mit Erde und außerdem mit einem Verbindungspunkt 96 verbunden, welcher den Eingang zu einem stabilisierenden Netzwerk darstellt.

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Die über dem Kondensator 90 an dem Verbindungspunkt 89 auftretende Spannung ist eine nahezu konstante Spannung, wenn die Eingangsimpedanz des stabilisierenden Netzwerks genügend groß ist, um eine Entladung des Kondensators 90 zu verhindern. Wenn das Frequenzbezugssignal mit f ' und der Ausgang mit f_Djy von dem Spannungsteiler 42 mit variablem Teilverhältnis in Phase sind, wird das dem stabilisierenden Netzwerk durch den FET 92 zugeführte Signal ein Signal mit konstantem Spannungspegel sein. Wenn die zwei Signale außer Phase sind, kann sich das dem stabilisierenden Netzwerk zugeführte Signal von einem sich langsam ändernden Gleichspannungspegel bis zu einem stufenweisen öleichspannungspegel wie imfolgenden beschrieben ändern.

Das stabilisierende Netzwerk enthält einen stabilisierenden Widerstand 98, welcher zwischen den Verbindungspunkt 96 und einen Ausgangsanschluß 100 der Abtast- und Halteschaltung 46 geschaltet ist. Eine Diode 102 ist derart parallel zu dem Widerstand 28 geschaltet, daß die Anode der Diode mit dem Verbindungspunkt 96 und die Kathode der Diode mit dem Ausgangsanschluß 100 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 100 ist weiter über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 104 und einem Widerstand 106 mit Erde verbunden. Der Widerstand 98, der Kondensator 104 und der Widerstand 106 bilden einen Zweig des stabilisierenden Netzwerks. Wenn das Potential an dem Verbindungspunkt 96 einen durch die Durchbruchsspannung der Diode 102 bestimmten Wert überschreitet, überbrückt die Diode den Widerstand 98, entfernt ihn so aus dem stabilisierenden Netzwerk und beschleunigt das Laden des Kondensators 104.

Ein zweiter Zweig des stabilisierenden Netzwerks wird dadurch gebildet, daß der Verbindungspunkt 96 mit der Basis eines Transistors 108 in Form eines pnp-Transistors verbunden ist, dessen Kollektor mit Erde verbunden ist. Der Emitter des Transistors

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108 ist über einen Widerstand 110 mit der Quelle positiven Potentials verbunden. Der Ausgangsanschluß 100 ist mit der Anode einer Diode 112 verbunden, deren Kathode mit dem Emitter des Transistors 108 verbunden ist. Wenn das Potential an dem Verbindungspunkt 96 abnimmt, wird der Transistor 108 eingeschaltet, d.h. in den leitenden Zustand gesteuert, um hierdurch den Kondensator 10¹I über die Diode 112 nach Erde zu überbrücken. Wenn das Potential am Verbindungspunkt 96 klein ist, wie es im stabilisierten Zustand auftritt, ist das stabilisierende Netzwerk nicht durch die Kombination des Transistors 108 mit der Diode 112 überbrückt.

Im Betrieb erzeugt der Normalfrequenzgenerator 26 einen Frequenz· ausgang bestimmt durch den spannungsgesteuerten Oszillator 36, Im stabilen Zustand erzeugt der phasenstarre Oszillator eine Frequenz von 12,01 MHz, wie es für die beschriebene Ausführungsform angenommen worden ist, welche einem Ausgangsanschluß 120 des Normalfrequenzgenerators 26 als eine Wellenform mit f zugeführt wird, wenn die entsprechende Station,wie die Station 12, in Bereitschaftszustand ist, oder als angerufene Station arbeitet, während die Wellenform die Summenfrequenz (f_s + f ) wie für die Station 14 dargestellt haben wird, wenn die Station 14 die anrufende Station ist. Die Wellenform wird weiter über den Verstärker 44 dem phasenstarren Regelkreis und dem Spannungsteiler oder Teiler 42 mit variablem Teilverhältnis zugeführt. Hier wird die Wellenform mit dem digitalen Wert 1201 geteilt, um einen Ausgang von 10 kHz zu erzeugen. Dieser Ausgang wird mit dem an dem Eingangsanschluß 48 aufgenommenen Bezugssignal mit f'·· - 10 kHz verglichen. Wie in Fig. 5 dargestellt, erzeugt das dem Eingangsanschluß 48 zugeführte Bezugssignal mit f' eine Dreieckwellenform an dem Verbindungspunkt 60. Wenn die Wellenform mit f_Djy von dem Spannungsteiler oder Teiler mit variablem Teilverhältnis in Phase mit der Wellenform an dem Verbindungspunkt 60 ist, wie es in Fig.

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für den Eingangsanschluß 76 gezeigt ist, weist der Ausgang an dem Verbindungspunkt 83 allgemein einen Gleichspannungspegel auf, welcher geringe Änderungen während des Schaltens der Transistoren 52 und 82 zeigt. Das Ergebnis an dem Ausgangsanschluß 100 ist ein Gleichspannungspegel.

Wenn die Frequenz des Normalfrequenzgenerators 26 z. B. auf einen Ausgang von 14, 51 MHz eingestellt werden soll, wird das dem Teiler H2 mit variablem Teilverhältnis zugeführte digitale Signal auf den Wert IM5I vergrößert. Dieses vergrößerte Verhältnis erzeugt, wenn der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 36 geteilt wird, ein neues Signal mit *Υ)τγ» welches eine geringere Frequenz als das ursprünglich zugeführte Signal hat und außer Phase mit diesem ist. Ein solches Signal ist in Fig. 5 in der mit 76' bezeichneten Zeile gezeigt. Die resultierende Wellenform schaltet den FET 74 an sich ändernden Punkten der an dem Verbindungspunkt 60 auftretenden Dreieckwellenform ein.

Das resultierende Potential an dem Verbindungspunkt 89 ist dann ein stufenförmiges Potential, wie es mit der mit 89' bezeichneten Wellenform in Fig. 5 dargestellt ist. Der Ausgang am Ausgangsanschluß 100 des Normalfrequenzgenerators 26 hat dann ein ansteigendes stufenförmiges Potential, ,wie es durch die mit 100' bezeichnete Wellenform in Fig. 5 gezeigt ist. Der stufenförmige Ausgang bleibt erhalten ,bis sich die Wellenformen mit f ' und f_D-ry einander in Frequenz und Phase genähert haben. Wenn sie sich auf der gleichen Frequenz befinden, wird der Ausgang zu einem konstanten Gleichspannungspegel zurückkehren. Wenn das gestufte Potential an dem Verbindungspunkt 89 größer als die Durchbruchsspannung der Diode 102 wird, so wird das gestufte Potential infolge der überbrückung des stabilisierenden Widerstands 98 in Stufen statt allmählich zunehmen. Dies wird die Suche des Normalfrequenzgenerators 26 in Richtung der

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Aufnahme des Betriebszustandes_Jin welchem f ' gleich f_DIV ist, beschleunigen.

Unter Zuhilfenahme der Fig. 1, 2a und 2b wird im folgenden der Prequenzplan der Erfindung bei seiner Anwendung auf den Betrieb des dargestellten PernsprechVerbindungssystems beschrieben werden. Unter der Annahme, daß die Station 14 die anrufende Station ist, wird der Hörer dieser Station abgehoben, während die Ausgangsfrequenz des Normalfrequenzgenerators 26 der Station so eingestellt wird, daß er der zugehörigen Summenfrequenz entsprechend der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz der angerufenen Station und der Bezugsfrequenz, d.h. f + f entspricht. Wenn die Station 14 die Station 12 anruft, wird f

die der Station 12 zugeordnete spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz sein. So wird der Ausgang des Normalfrequenzgenerators 26 in der Station 14 derart eingestellt, daß seine Ausgangsfrequenz 12,01 MHz (die der angerufenen Station zugeordnete Empfangsfrequenz f ) + die Bezugsfrequenz f , d.h. (f + f_), also 14,51 MHz wird. Die Wellenform mit 14,51 MHz wird sowohl dem Modulator 24 als auch dem Modulator 30 der Station 14 zugeführt. Wenn'an der Station 14 der Hörer abgenommen worden i3t_; so ist die Senderschaltung in dieser Station an Energie ger legt, wodurch es möglich wird, dem Eingang des Modulators 20 Tonfrequenzen ^Λττητο ^zuzuftthren. ^Dem Modulator 20 wird weiter eine Trägerwellenform mit der Bezugsfrequenz f_ von 2,5 MHz zugeführt. So modulieren die dem Modulator 20 zugeführten Tonsignale den Träger, um ein Signal mit zwei Seitenbändern zu erzeugen, dessen Frequenz (f_ .+, ^atjdio^ ^^st· ^Das Signal wird dann durch das Filter 22 für ein einziges Seitenband geführt, welches eines der .Seitenbänder unterdrückt und so eine Aus gangs frequenz (f + ^ηττητο^ ^erSi^bt· ^w^^e oben erwähnt ist in Fig. 1 als Bezeichnung nur die Trägerfrequenz angegeben, da es klar ist, daß die die Information .tragende signalbestimmende Tonfrequenz vorhanden ist.

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In dem zweiten Modulator 24 werden die Signale vom dem Filter 22 mit (f_r + ffiupio^ ^{und d}^^{e s}^ß^{nale vom dem} Normalfrequenzgenerator 26 mit (f + f_) gemischt. Wenn man zunächst die Tonfrequenz außer Acht läßt, hat die Trägerkomponente des Ausgangs von dem Modulator 24 die Frequenzen f und (f + 2f ). Dieses Paar von Signalen wird, bei immer noch außer Acht gelassener Tonfrequenz, dann durch das Bandpaßfilter 29 geführt, welches eine Bandbreite von weniger ale . 2 f_r hat. Hierdurch wird eines der Signale eliminiert, in diesem Falle das Signal mit f + 2f Dann ist f gleich 14,51 - 2,5, d.h. 12,01 MHz. So

S Γ · . S

ist das dem Koppler 16 zugeführte Signal ein Signal mit f

gleich 12,01 MHz, da das andere Signal mit (f_g + 2f_r) durch das Bandpaßfilter 29 unterdrückt worden ist.

Dieses Signal läuft durch das Koaxialkabel 18 zu dem Koppler 16 der Station 12undln den praktisch verwirklichten System zu allen Kopplern in dem System. Der dritte Modulator 30 jeder Station wird jedoch nur dann eine brauchbare Toninformation erzeugen, wenn die mit dem Tonsignal modulierte Trägerfrequenz und die zweite Eingangsfrequenz im wesentlichen gleich sind. Da die anrufende Station 14 jetzt eingestellt ist, um bei 12,01 MHz zu übertragen, wird der Modulator 30 in der angerufenen Station 12 das die Trägerwellenform mit 12,01 MHz modulierende Tonsignal von der Station 14 übertragen, weil in der Station 12 die gleiche Frequenz f. dem zweiten Eingangsanschluß des dritten Modulators 30 zugeführt wird, da dies die festgelegte, zugeordnete Empfangsbereitschaftsfrequenz der Station 12 ist. Es ist zu bemerken, daß, da alle Stationen 12 bis N auf die gleiche Bezugsfrequenz f synchronisiert sind, ein vernachlässigbarer Frequenzfehler im ganzen System auftritt. Der Ausgang des Modulators 30 wird dann durch das Bandpaßfilter 32 gefiltert, um sicherzustellen, daß nur die Tonfrequenz fj^jDIO ^{den Ein}P^fänKer in dem Hörer der Station 12

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erreicht. Es ist weiter zu bemerken, daß die Frequenz der dem dritten Modulator 30 in der Station 14 zugeführten Trägerwellenform, nämlich 14,51 MHz für das angenommene Beispiel, die feste Sendefrequenz der Station 12 ist.

Wenn in der angerufenen Station 12 der Hörer abgehoben wird, was durch die die Station bedienende Person erfolgt, moduliert das dem Eingang des ersten Modulators 20 zugeführte Tonsignal mit f_AUDI0 die Bezugsfrequenz f_r· Der Ausgang mit (f_r +_ wird durch das Filter 22 gefiltert und dann mit (f + dem Eingang des zweiten Modulators 24 zugeführt. In dem Modulator 24 werden diese Signale mit dem Ausgang von dem Normalfrequenzgenerator 26 mit der Frequenz f gemischt, so daß die Trägerkomponente des Ausgangs des Modulators 24 (f + f ) =

S Γ

14,51 MHz hat. Das Bandpaßfilter 29 unterdrückt alle Signalkomponenten außer denen im "Eigenfrequenzbereich",d.h. in dem in Fig. 2a gezeigten Bereich der festen zugeordneten spezfischen Sendefrequenz. So wird die Trägerfrequenz von 14,51 MHz dem Koppler 16 und über das Koaxialkabel 18 dem Koppler 16 der Station 14 zugeführt. In der Station 14 ist vorher beim Anruf der Station 12 der Normalfrequenzgenerator 26 so eingestellt worden, daß dem Eingang des Modulators 30 ein Signal mit (f + f_r) = 14,51 MHz zugeführt wird. Als Ergebnis enthält der Ausgang des Modulators 30 in der anrufenden Station 14 nur die die Trägerfrequenz 14,51 MHz (die feste, spezifische Sendefrequenz der Station 12) modulierende Tonfrequenz, welche durch das Bandpaßfilter 32 gefiltert wird, um dem Hörer der Station 14 nur das Signal mit f atjdio ^zuzufüliren· Dies schließt die Tonverbindung zwischen den zwei Stationen, .

Zusammengefaßt ist zu erkennen, daß die Senderschaltung in jeder Station einen Signalmodulator oder Modulator 20 enthält, in welchem die Bezugsfrequenz f mit der Signalfrequenz ί"_Αυοΐο ^moduli^eirt

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wird, während die resultierende Wellenform in einem Sendemodulator oder Modulator 24 mit dem Ausgang von dem Normalfrequenzgenerator 26 gemischt wird. Dabei stellt die übertragene resultierende Wellenform ein Signal mit der signalmodulierten spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz einer anderen Station dar, wannimmer der Normalfrequenzgeneratorausgang die Summenfrequenz ( f_s + f ) hat, oder die übertragene resultierende Wellenform stellt ein Signal mit der signalmodulierten Summenfrequenz (f + f ) dar, wannimmer der Ausgang des Normalfrequenzgenerators die spezifische Empfangsbereitschaft frequenz f der einen Station hat. Weiter enthält die

Empfängerschaltung in jeder Station einen Empfangsmodulator oder Modulator 30, welchem die empfangene Wellenform und der Ausgang von dem Normalfrequenzgenerator 26 zugeführt wird. Dieser Modulator 30 demoduliert die empfangene Wellenform aufgrund der Tatsache, daß der Ausgang des Normalfrequenzgenerators dem signalmodulierten Träger entspricht.

Eine Modifikation des Frequenzmultiplex-Fernmeldesystems, welche eine etwas andere Ausführungsform darstellt, ist in Fig. gezeigt. Hier macht die Verbesserung vorteilhaft von dem bekannten System Gebrauch, daß für zwei weit auseinanderliegende Frequenzen ein bilateraler Verstärker oder eine.andere elektronische Vorrichtung auf solche Weise verwendet werden kann, daß die Vorrichtung eine Frequenz in einer Richtung und eine zweite Frequenz in der entgegengesetzten Richtung verstärkt.

Unter Berücksichtigung dieser Erscheinung hat es sich gezeigt, daß ein Modulator 24' in Form eines Gegentaktmodulator, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, ein Ausgangssignal beispielsweise mit (f + f + f\\TjDio) ^{zum Zufünren zu} einem Koppler 16' erzeugen wird, während er zur gleichen Zeit an seinem entgegengesetzten Anschluß ein Ausgangssignal erzeugt, welches nur

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das AUDIO-Signal mit f_AUDI0 enthält. So wird die Trägefwellenform mit f von einem Normalfrequenzgenerator'26' in einer

Station 12' mit dem Signal mit (f"_r + ^f _AUDjo^ gemischt, um dem Koppler 16' zugeführt zu werden. Der von dem Koppler 16' zugeführte Träger mit f wird durch das gleiche Signal mit

f vom Normalfrequenzgenerator demoduliert, um ein Signal f*AUDIO an dem Eingangs ans chl-uß des Modulators 24' zu ergeben. Ein Kondensator 114 ist zwischen einem Filter 22' und dem Modulator 24' in Reihe geschaltet, um die Frequenzen über der Bezugsfrequenz f von dem Filter zu dem Modulator durchzulassen, während Frequenzen im Tonbereich wie f/mn-r-o ^am Durchgang in entgegengesetzter Richtung gehindert werden. Ein Widerstand 116 verbindet den Eingangsanschluß des Modulators 24' mit dem Eingang eines Bandpaßfilters 32', um den Empfängerschaltungsweg zu vervollständigen. Daher ist Fig. 6 ähnlich Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der dritte Modulator 30 und das Bandpaßfilter 29 weggelassen worden sind.

In dem in Fig. 1 gezeigten System gehen die gewünschte Wellenformen mit der Frequenz (f + f + ί*/ντττ)Τ(Ρ ^unci ^ie Frequenz f des Normalfrequenzgenerators jeweils durch das Bandpaßfilter 29 auf das Koaxialkabel 18. Die Frequenz f des Normalfre-

quenzgenerators geht dann zurück durch den Empfängerschaltungsweg zu dem Eingangsanschluß des dritten Modulators 30. Dieses Signal hat die gleiche Frequenz wie die beispielsweise von der anrufenden Station 14 empfangene Frequenz f des Normalfrequenzgenerators. Die zwei Wellenformen mit gleichen Frequenzen sind jedoch außer Phase und erzeugen so ein Gleichspannungsignal an dem Ausgangsanschluß des dritten Modulators 30. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung eliminiert dieses Problem durch Verwendung des Modulators 24' sowohl im Sender- als auch im Empfängerschaltungsweg. Die Anordnung eliminiert weiter das Erfordernis zweier Kabel, eines zwischen dem zweiten Modulator 24' und dem Koppler 16* und das andere zwischen dem Koppler 16· und einem dritten Modulator 30'. So ermöglicht die Anordnung nach Fig. 6 ein einzi-

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ges Koaxial- kabel zwischen allen Kopplern wie in Fig. 1. Dies vereinfacht weiter die erforderliche Installation für das Frequenzmultiplex-Fernsprechverbindungssystem der Erfindung.

Es gibt noch andere Verfahren zur Verwendung der hier beschriebenen Ausrüstung zum Erzielen einer Fernmeldeverbindung. In dem dargestellten System wird in einer anrufenden Station deren Normalfrequenzgenerator so eingestellt , daß die Station die Sendefrequenz der angerufenen Station aufnimmt. Hierzu läßt sich ein Alternativsystem aufbauen, bei welchem umgekehrt gearbeitet wird, d.h. die angerufene Station durch die anrufende Station eingestellt wird. Eine dritte Variante besteht darin, daß alle Empfangsfrequenzen durch eine Signalgabe von einer gemeinsamen Quelle eingestellt werden. Diese Variationen sind in bestimmten Anwendungsfällen verwendbar, die am allgemeinsten anwendbare Methode ist jedoch die oben beschriebene.

Es ist zu beachten, daß jede Station leicht derart modifiziert werden kann, daß ihre feste spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz und Sendefrequenz geändert wird. Dies ermöglicht eine einfache Umstellung der Telefonnummer jeder Station. Weiter läßt sich eine Breitbandübertragung von Daten oder Fernsehsignalen einfach dadurch erreichen, daß einer Datenstation eine Mehrzahl von Kanälen zugeordnet wird. Wenn z.B. ein Datensignal mit 1 bis 40 kHz bei einer festen spezifischen Frequenz von 12,05 MHz übertragen werden soll, könnten die Kanäle 12,01 MHz bis 12,09 MHz verwendet werden. Dies würde ein Sicherheitsband von 7 kHz auf jeder Seite des Datenkanals ergeben. Lediglich die Bandpaßbreite des Filters 22 und des Bandpaßfilters 32 müßte nachgestellt werden. Weiter kann das System an Daten mit breiterem Band, wie Fernsehsignale, oder an zusätzliche Kanäle außerhalb der Bandbreite der Fernsprechfrequenzen des beschriebenen Fernmeldesystems angepaßt werden, da die Koaxialkabel bekannterweise Bandbreiten verarbeiten können, die 10 bis 20 mal so breit wie die der hier beschriebenen Fernsprechfrequensen sind.

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Claims (20)

1. Patentansprüche

   Fernmeldesystem unter Verwendung der Frequenzmultiplextechnik, mit einzelnen durch einen gemeinsamen Kanal verbundenen Sender-Empfänger-Stationen, bei welchen, allen Stationen während des Betriebs elektromagnetische Wellenenergie mit einer Bezugsfrequenz zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Station (12, 14 ... N) die Differenz zwischen einer Sendefrequenz und einer Empfangsfrequenz gleich der Bezugsfrequenz (f_r> ist.
2. 2. Fernmeldesystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz (f_D) für jede Station (12, 14 ... N), welcher eine Sendefrequenz gleich der Summenfrequenz (f_+f ) der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) und der Bezugsfrequenz (f_)

   S - a

   zugehörig ist.
3. 3. Fernmeldesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine spezifische Station, wann immer sie die Verbindung mit einer anderen Station einleitet, zum Senden mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) der anderen Station und gleichzeitig zum Empfangen mit der

   Summenfrequenz (f + f ) betätigbar ist.
4. 4. Fernmeldesystem nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß jede Station (12, 14 ... N), wenn sie eine andere Station anruft, zum gleichzeitigen Senden mit einer Frequenz, welche die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) der anderen Station ist, und zum Empfangen mit

   der Summenfrequenz (^f _g ^+f _r) betätigbar ist, und daß jede Station, wenn sie von einer anderen Station angerufen wird, zum Empfangen mit ihrer spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f) und zum Senden mit der Summenfrequenz (f +f„) betätigbar ist.

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5. 5. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder spezifischen Station Sender- ,und Empfängerschaltungen vorgesehen sind, die Senderschaltung selektiv mit der spezifischen Empfangsbereitschaf tsfrequenz (f ) einer anderen Station oder mit der Frequenz

   gleich der Summe Cf₃ ⁺^₁.) der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) der spezifischen Station und der Bezugsfrequenz

   (f_r) betätigbar ist, und die Empfängerschaltung gleichzeitig mit der Frequenz gleich der Summe (f +f_) der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) der anderen Station und der Bezugs-

   frequenz (f ) oder mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f_) der spezifischen Station betreibbar ist.
6. 6. Fernmeldesystem nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen Oszillator (36) in jeder Station, welcher normalerweise elektromagnetische Wellenenergie mit der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) erzeugt und

   welcher zum Erzeugen einer Sendefrequenz (f +f ) einstellbar

   3 Σ*

   ist, welche die Summe der Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) einer beliebigen anderen Station und der Bezugsfrequenz (f ) ist.
7. 7. Fernmeldesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator in jeder Station ein spannungsgesteuerter Oszillator (36) ist, dessen Ausgangsfrequenz normalerweise die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz (f_) der Sendestation und so einstellbar ist, daß sie gleich der Summe der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) einer beliebigen anderen Station und der Bezugsfrequenz (f_r) ist.
8. 8. Fernmeldesystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (36) einen Teil eines Normalfrequenzgenerators (26) mit phasenstarrer Erfassung bildet. -

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9. 9. Fernmeldesystem nach Anspruch 8, dadurch g e kennzei chnet, daß die Ausgangsfrequenz von dem Normalfrequenzgenerator (26) von einer Abtast- und Halteschaltung (46) als Punktion eines von einem Umsetzer (27) zugeführten digitalen Eingang gesteuert ist, um hierdurch die Ausgangsfrequenz von dem Normalfrequenzgenerator (26) auf die Summe der spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenz (f_) einer anderen Station und der Bezugsfrequenz (f"_r) einzustellen.
10. 10. Pernmeldesystern nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der-Normalfrequenzgenerator (26), welcher den Oszillator (36), die Abtast- und Halteschaltung (46) und einen mit dem Umsetzer (27) verbundenen Teiler (42) mit einstellbarem Teilverhältnis umfaßt, einen geschlossenen Regelkreis darstellt, welcher zum Anlegen einer Steuerspannung an den Oszillator (36) arbeitet, deren Größe eine Punktion des dem Teiler (42) über den Umsetzer (27) zugeführten digitalen Eingangs ist.
11. 11. Pernmeldesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet-, daß der dem Teiler (42) zugeführte digitale Ausgang bewirkt, daß der Normalfrequenzgenerator (26) die Summenfrequenz (fg⁺f_r) aus der spezifischen Empfangsbereitschaf tsfrequenz (f ) einer der Stationen und der Bezugsfrequenz (f_r) erzeugt. .
12. 12. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator mit einer durch Teilen aus der Bezugsfrequenz (.f ) erhaltenen Frequenz (f ') betrieben wird.
13. 13. Fernmeldesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sende- und Empfangsfrequenzen in einen Bereich innerhalb einer Frequenzoktave oder weniger fallen.

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14. 14. Fernmeldesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifischen Empfangsbereitschaftsfrequenzen (f ) der Stationen in die untere Hälfte der

    Frequenzen des Bereichs und die diesen Empfangsfrequenzen zugehörigen Sendefrequenzen
    zen des Bereichs fallen.

    hörigen Sendefrequenzen (f +f ) in die obere Hälfte der Frequen-
15. 15. Fernmeldesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz (f ) und die Summenfrequenz (f +f ) die Trägerfrequenzen darstellen, welche für die übertragung mit einer Signalfrequenz (f/vrjnTf)) ^m°duliert und für den Empfang demoduliert werden.
16. 16. Fernmeldesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das System ein Fernsprechsystem ist, und die Signalfrequenz (f/mnio^ ^e^^ne Frequenz in Hörbereich ist.
17. 17. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12 und nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeschaltung in jeder Station einen Signalmodulator (20) enthält, in welchem die Bezugsfrequenz (f ) mit der Signalfrequenz (^atjdio^ moduliert wird, und die resultierende Wellenform mit dem Ausgang von dem Normalfrequenzgenerator (26) in einem Sendemodulator (24) mit Gegentaktschaltung gemischt wird, wobei die übertragene resultierende Wellenform die signalmodulierte spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz einer anderen Station darstellt, wann immer der Ausgang des Normalfrequenzgenerators die Summenfrequenz (f _+f ) aufweist, oder die übertragene

    S JL

    resultierende Wellenform die signalmodulierte Summenfrequenz (f +f ) darstellt, wann immer der Ausgang des Normalfrequenz-

    generators die spezifische Empfangsbereitschaftsfrequenz (f )

    der einen Station aufweist.

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18. 18. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 8 bis

    12 und nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerschaltung in jeder Station einen Empfangsmodulator (30) mit Gegentaktschaltung aufweist, welchem die empfangene Wellenform und der Ausgang des Normalfrequenzgenerators (26) zugeführt werden, wobei der Empfangsmodulator (30) infolge der Tatsache, daß der Ausgang des Normalfrequenzgenerators dem signalmodulierten Träger entspricht, die empfangene Wellenform demoduliert.
19. 19. Fernmeldesystem nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Filterschaltungen (22, 29, 32) in den Sender- und/oder Empfängerschaltungen zum Eliminieren von Seitenbändern.
20. 20. Fernmeldesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender-Empfänger-Stationen (12, 14 ... N) mit Frequenzen im Megahertzbereicn betätigbar sind und der Kanal wenigstens ein Koaxialkabel (18) ist.

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