DE2329236A1 - Anordnung mit einem sender und einem empfaenger zur uebertragung in periodischen taktintervallen liegender binaerer signale - Google Patents

Description

FHN.6233* JW/EVH.

Dr. Herbert Scholl

Patentanwalt

Anmelder: ' N. Y. Philips" G'oeüampenfabneken

Akte No.; pHN- 6233
·»· Anmeldung vom ι 29· Mai 1973

Anordnung mit einem Sender und einem Empfänger zur Uebertragung in periodischen Taktintervallen liegender binärer Signale

Die Erfindung besieht sich auf eine Anordnung mit einem Sender und einem Empfänger zur Uebertragung in Taktintervallen liegender binärer Impulssignale durch Phasen· modulation, welche Anordnung sendeseitig einen Phasenmodulator enthält, der mit mindestens zwei an der Eingangeseite parallelgeschalteten Kanälen mit einem in jeden dieser Kanäle aufgenommenen Modulator und mit einem gemeinsamen Trägeros*illator versehen ist, der die beiden Modulatoren mit untereinander um 90* phasenverschobenen Trägerschwingungen speist, wobei die Ausgänge der beiden Modulatoren zur Uebertragung Ober eine Uebertragungsstrecke in einer Zusammenfdgungsanordnung zusammengefügt werden« Dabei enthält der Empfänger einen Phasendemodulator, der mit mindestens zwei

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an der Eingangsseite an die Uebertragungsstrecke angeschlossenen parallelgeschalteten Kanülen mit einem in jeden dieser Kanüle aufgenommenen Modulator und mit einer Schaltungsanordnung zur Örtlichen TrSgerrückgewinnung versehen ist, die zur Demodulation der auegesandten binären Impulssignale auf den SendetrKgerschwingungen stabilisiert ist und die beiden Modulatoren mit untereinander um 90* phasenverschobenen TrSgersohwingungen speist, wobei die jedem der Ausgänge der beiden Modulatoren entnommenen Impulseignale Ober einen Impulsregenerator einem Verbraucher zugeführt werden. Derartige Schaltungeanordnungen werden u.a. mit Vorteil bei vier- und acht-Phasenmodulationssystemen und sogenannten ParallelQbertragungseystemen verwendet, bei denen mehrere Impul«reihen mit im Takte derselben Taktfrequenz auftretenden Impulsen unter Verwendung einer Anzahl der obenstehend beschriebenen Phasenmodulatoren bzw. Phasendemodulatoren gleichseitig in Frequenzmultiplex auf Trägerschwingungen, die untereinander um die allen Impulsreihen gleiche Taktfrequenz verschieden sind, übertragen werden.

In derartigen Uebertragungssystemen erfolgt an der Empfangsseite der Anordnung zur Örtlichen Trägerrückgewinnung eine Korrektur der durch die Uebertragungskennlinien der Uebertragungsstrecke verursachten Phasenverschiebungen in den Örtlich erzeugten Trägerschwingungen, aber die rückgewonnene Trägerschwingung weist meistens noch eine Phasenungewissheit auf und zwar infolge der verwendeten Apparatur. Beispielsweise bei Verwendung eines Frequenzteilers mit einem Teilungsfaktor 2 gibt es ausser der richtigen Phasenlage

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der Örtlich erzeugten Trägerschwingung die Möglichkeit einer um 180* verschobenen Phasenlage, die als Demodulationsträger der eingetroffenen phaeentnodulierten Schwingungen eine Inversion der demodulierten Impulse bedeuten würde« Um die fehlerhafte Reproduktion der rttckgewonnen Impulssignale durch die möglicherweise unrichtige Phasenlage der Ortlichen Trägerschwingung mit Gewissheit auszuschalten, ist in derartigen Uebertragungssystemen die Anwendung zusätzlicher Nassnahmen notwendig, beispielsweise in Form von Sondermodulationsarten oder Sonderimpulskoden, wie differentielle Phasenmodulation oder Wechselmodulation (change of state modulation), wobei jedoch infolge dieser zusätzlichen Massnahmen ausser einer Beschrankung der AnwendungsmOglichkeiten zugleich die Fehlermöglichkeit vergrOssert wird.

Die Erfindung bezweckt nun, eine andere Konzeption eine· Uebertragungssystems der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei zusammen mit einer empfindlichen Phasenregelung immer die richtige Phasenlage des rückgewonnenen Trftgers gewährleistet ist und wobei auf diese Weise bei einer verringerten FehlermOglichkeit die Beschränkungen in den AnwendungsmOglichkeiten vermieden werden.

Das erfindungsgemässe Uebertragungssystem weist dazu das Kennzeichen auf, dass zur Phasenstabilisierung im Takte einer periodischen Zyklusperiode entsprechend einer ganzen Anzahl von Taktintervallen ein Synchronisationsintervall mit einer Dauer mindestens eines TaktintervalIs reserviert ist, wobei sendeseitig an den Modulator im ersten Sendekanal ein Synchronisationssignalgenerator angeschlossen ist, der in

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den Synchronisationsintervallen als Synchronisationssignal ein definiertes Impulssignal an den Eingang des in diesen Kanal aufgenommenen Modulators legt, und in den zweiten der beiden Sendekanäle ein Unterbrechungsschalter aufgenommen ist, der den zweiten Sendekanal in den Zeitpunkten der Synchronieationsintervalle unterbricht, während im EmpfMnger die Schaltungsanordnung zur örtlichen TrKgerrückgewinnung einen an den Ausgang des Modulators in dem dem zweiten Senderkanal entsprechenden Empfangerkanal angeschlossenen Phasenstabilisierungskanal enthält, der mit einer darin aufgenommenen Sperranordnung versehen ist, die zur Phasenstabilisierung freigegeben wird durch ein Schaltsignal in den Synchronisationsintervallen, welches Signal von einem Synchronisationsintervallselektor herrührt, der zur Selektion der Synchronisationsintervalle mit geringerem Signalpegel durch die eingetroffene phasenmodulierte Trägerschwingung gespeist wird.

Ein Aueführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigern

Pig· 1 und Fig. 2 eine Darstellung eines Senders bzw. eines Empfängers eines erfindungsgemässen Uebertragungseystems,

Fig. 3 und Fig. k einige Vektordiagramme zur Erläuterung des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Senders bzw. Empfängers.

Das erfindungsgemässe Uebertragungssystem mit einem Sender und einem Empfänger, wie in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellt ist, zeigt nur einen Kanal eines parallelen Ueber-

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tragungssystems mit 25 Kanälen für Signalübertragung im Band von 370-3230 Hz und ist für Vierphasenmodulation in Taktintervallen auftretender binärer Impulssignale eingerichtet, welche Signale mit positiver Polarität oder negativer Polarität ausgesandt werden. Der Kürze wegen werden die ausgesandten Impulssignale durch +1 und -1 bezeichnet, je nachdem ein Impuls mit positiver oder negativer Polarität auegesandt wird.

Für die Vierphasenmodulation wird im Sender nach Fig. ein Vierphasenmodulator verwendet, der mit zwei an der Eingangsseite parallelgeschalteten Kanälen 1, 2 mit einem in jeden dieser Kanäle aufgenommenen Modulator 3» k vom Gegentakttyp versehen ist, wobei den Eingängen der Modulatoren 3, k über Tiefpassfilter 5, 6 die gegebenenfalls auch fehlen können, die +1, -1 Informationsimpulssignale, die in Taktintervallen liegen, die einer Impulsgeschwindigkeit von beispielsweise 110 Band entsprechen, zugeführt werden. An die beiden Modulatoren 3, k ist unmittelbar bzw. über ein 90*-phasendrehendes Netzwerk 7 ein gemeinsamer Trägereszillator 8 von beispielsweise 1800 Hz angeschlossen, wobei die Ausgangsgeschwingungen der beiden Modulatoren 3, U in einer Zusammenfügungsanordnung 9 zusammengefügt werden und nach etwaiger Verstärkung über ein Ausgangefilter 10 im Band von 300-3300 Hz einer Uebertragungsleitung 11 zugeführt werden*

In der beschriebenen Anordnung werden die Irapulssignale in den Kanälen 1, 2 an der Phasenlage der über die Uebertragungsleitung 11 ausgesandten Schwingungen unterschieden,

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insbesondere deuten im Vektordiagramm aus Fig. 3a die Vektoren OP und OQ nach Richtung und GrB3ββ des Ausgangssignals des Kanals 1 an bei einem ihm zugeführten +1 bzw, -1 Signal und die Vektoren OR und OS die des Kanals 2 bei einem ihm zugeführten +1 bzw. -1 Signal, so stellt es sich durch Zusammenfügung der Vektoren OP und OQ mit jedem der Vektoren OR und OS heraus, dass die über die Uebertragungsleitung 11 ausgesandten phasenmodulierten Schwingungen in vier Phasenlagen OT, OU, OV und OV auftreten können, die für die den Kanälen 1, 2 zugeführten Impulssignale kennzeiohnend sind* So kennzeichnen die Vektoren OT, OU, OV und OV nacheinander die Zustände, wenn in den Kanülen 1, 2 gleichseitig ein +1, +1, ein -1, +1, ein -1, -1 und ein +1, -1 Signal auftreten.

Zusammen mit den auf diese Veise erhaltenen phasenmodulierten Schwingungen werden in der angegebenen Anordnung über die Uebertragungsleitung auf bekannte Veise noch Daten der Taktfrequenz und der Trägerfrequenz mitgesandt, die empfangeseitig zur Taktrückgewinnung und zur Trägerrückgewinnung benutzt werden·

Zur Rückgewinnung der Taktfrequenz erfolgt dies dadurch, dass die Umhüllende der der Zusammenfügungsanordnung entnommenen Schwingungen in einem Modulator 12 mit einem geeigneten umhüllenden Signal eines durch die Taktfrequenz synchronisierten umhüllenden Signalgenerators 13 beispielsweise der in der Figur duroh Ik bezeichneten Form mit sinusfSrnigen Uebergängen moduliert wird, wodurch gleichzeitig der Vorteil erhalten wird, dass Verzerrungs- und Uebersprech-

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erscheinungen infolge der Phasensprünge bei den +1, -1 oder -11, +1 Uebergängen in den Kant1en 1, 2 vermieden werden. Zur Rückgewinnung des TrHgers werden auf beiden Seiten des Uebertragungsbandes noch zwei Pilotsignale mitgesandt, die dadurch erhalten werden, dass die Trägerschwingung des gemeinsamen Trägeroszillators 8 im Gegentaktmodulator 15 mit der Ausgangeschwingung eines Hilfeoszillators 16 von beispielsweise 1^30 Hz moduliert wird, wobei die durch Modulation erhaltene Summen- und Differenzfrequenz von 370 und 3230 Hz über ein Ausgangsfilter 17 in der Zusammenfügungsanordnung mit den Ausgangsschwingungen der Modulationen 3» ^ zusammengefügt und gemeinsam über die Uebertragungsleitung 11 zum Empfänger übertragen werden.

In dem in Fig. 2 dargestellten Empfänger werden die über die Leitung 11 eingetroffenen Signale in einem Eingangsverstärker 18 mit einer schematisch dargestellten Verstärkungsrege lung sanordnüng 19 mit einer grossen Zeitkonetante von beispielsweise 100 ms verstärkt und nach Verstärkung zur Demodulation einem Vierphasendemodulator mit zwei an der Eingangsseite parallelgeschalteten Kanälen 20, 21 mit einem in jeden dieser Kanäle 20, 21 aufgenommenen Modulator 22, zugeführt. Unter Verwendung über die Leitung 2k zugeführter Örtlicher Trägerschwingungen in der richtigen Phasenlage werden an den Ausgängen der beiden Modulatoren 22 und 23 die demodulierten Ausgangssignale erhalten, die auf bekannte Weise nach Integration und Impulsregeneration in durch ein örtliches Taktsignal gesteuerten Integratoren 25, 26 und Impulsregeneratoren 27, 28 zur Weiterverarbeitung Verbrauchern29,

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30 zugeführt werden. Die Integratoren 25, 26 sowie die Impulsregeneratoren 27t 28 sind vom bekannten Typ, beispielsweise werden in der angegebenen Anordnung Integratoren 25, derjenigen Art verwendet, wie diese in der U.S. Patentschrift 2.977*^17 beschrieben worden sind.

Das örtliche Taktsignal und die örtlichen Tragerschwingungen werden im beschriebenen Empfänger in Anordnungen zur örtlichen TaktSignalrückgewinnung 31 und zur örtlichen Trägerschwingungsrückgewinnung 32 zurückgewonnen, die beide an den Ausgang des Eingangsverstärkers 18 angeschlossen sind.

Zur Örtlichen Takt Signalrückgewinnung wird dazu eine Phasenregelschleife verwendet, die einen örtlichen Taktoszillator 33 und einen an den Ausgang des Eingangsverstärkers 18 angeschlossenen Umhüllenden-Detektor 3k enthält, dessen Ausgangssignale in einem Phasendetektor 35 zur Erzeugung eines Phasenregelsignals verglichen werden, welches Signal über ein Tiefpassfilter 36 den örtlichen Taktoszillator steuert. Dem örtlichen Taktoszillator 33 wird dabei das örtliche Taktsignal entnommen, das über eine Leitung 37 ^an die Integratoren 25, 26 und die Impulsregeneratoren 27« 28 gelegt ist.

Zur örtlichen TrägerrUckgewinnung werden in der Anordnung 32 die mitgesandten Piloteignale von 370 und 3230 Hz im Pilotfilter 38, 39 in Form von Phasenregelschleifen selektiert und in einer darauffolgenden Mischstufe kO mit dem Ausgangsfilter U1 gemischt, wobei im Ausgangsfilter 41 die Summenfrequenz von 3600 Hz zur Erzeugung der örtlichen Trägerschwingung von 1800 Hz mit einer rechteckigen Signalform selektiert wird» Dazu wird das Ausgangssignal des Ausgangs-

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filters ^I¹I als Synchronisationssignal an einen Impulsgenerator k2 gelegt und über eine noch zu beschreibende Phasenregelanordnung 43 nach Frequenzteilung mit einem Teilungsfaktor 2 unmittelbar bzw. Ober ein 90'-phasendrehendes Netzwerk kk als Demodulatlonsträger den Modulatoren 22, 23 zugeführt.

In der beschriebenen Anordnung tritt unter dem Einfluss der 8rtliehen Träger eine Demodulation der eingetroffenen phasenmodulierten Schwingungen auf, insbesondere werden im Vektordiagramm aus Fig. 3b die eingetroffenen phasenmodulierten Schwingungen nach Richtung und GrBsee-wie im Vektordiagramm nach Fig. 3a wieder durch die Vektoren OT, OU, OV und OW dargestellt, dann entstehen infolge des Demodulationsprozesses an den Ausgängen der Modulatoren 22, 23 über Integratoren 25, 26 Ausgangssignale, die durch die Projektion der Vektoren OT, OU, OV und OW auf den Trägervektoren gegeben sind, welche Auegangssignale bei der richtigen Phasenlage der örtlichen TrÄgersignale mit den durch die Sendekanäle 1,2 ausgesandten Impulssignalen genau übereinstimmen. So werden bei der richtigen Phasenlage der Örtlichen Trägersignale, die durch die Vektoren OX und OY gegeben sind, den Ausgängen der Modulatoren Ausgangssignale entnommen, die mit den Signalen OP, OQ bzw. OR, OS in den Sendekanälen genau übereinstimmen.

Zugleich werden im Vektordiagramm die Effekte dargestellt, die ihre Ursache in einer Phasenabweichung der örtlichen Träger gegenüber der richtigen Phasenlage OX und OY finden. Im Falle, wo die örtlichen Träger durch eine Phasenabweichung ψ die Lagen OX', OY* einnehmen, werden die Aus-

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gangssignale der Modulatoren 22, 23 nicht mehr durch die Vektoren OP, OQ, OR und OS gegeben werden, sondern durch das dann auftretende Uebersprechen zwischen den Empfangskanälen 20, 21 abweichende Werte. OP», OP"; OQ*, OQ"j OR·, OR"; OS*, OS" aufweisen, die in den Impulsregeneratoren 27, 28 eine Verringerung der Impulsunterscheidung zur Folge haben.

Falls durch eine Phasenungewissheit in der Anordnung zur TrBgerrückgewinnung die örtlichen TrSger einen Phasenfehler von 180* aufweisen und auf diese Weise im Vektordiagramm die Lagen OX", OY¹* einnehmen, wird bei Demodulation in den Modulatoren 22, 23 eine Signalinversion auftreten, d.h., dass ein in den Sendekanälen 1, 2 ausgesandtes +1 bzw. -1 Signal in den EmpfangskanKlen 20, 21 als -1 bzw. +1 Signal reproduziert wird.

Nach der Erfindung werden nun die örtlichen Trlger unter allen Umstftnden bei einer empfindlichen Phasenregelung immer in der richtigen Phasenlage dadurch zurückgewonnen, dass an der Sendeseite zur Phasenstabilisienngim Takte einer periodischen Zyklusperiode, entsprechend einer ganzen Anzahl von Taktintervallen, ein Synchronisationsintervall mit einer Dauer von mindestens einem Taktintervall reserviert ist, wobei an den Modulator 3 im ersten Sendekanal 1 ein Synchronisationssignalgenerator kü angeschlossen ist, der in den Synchronisationsintervallen als Synchronisationssignal ein definiertos Impulssignal an den Eingang des in diesen Kanal 1 aufgenommenen Modulators 3 legt, und in den zweiten dor beiden SendekanSle 1, 2 ein Unterbrechungsschalter k6 aufgenommen ist, der den zweiten Sendekanal 2 in den Zeitpunkten

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der Synchronlsatlonelntervalle unterbricht.

Ira angegebenen Sender werden dazu die Sendekanäle 1,2 durch die Ausgangssignale von Schieberegistern 47, 48 mit elf Schieberegisterelementen gespeist, während deren Inhalt im Takte der Taktfrequenz der auszusendenden Impulseignale von 110 Hz wHhrend einer Zyklusperiode T entsprechend elf Taktperioden von 1/110 s weitergeschoben wird. Jeweils beim Anfang einer Zyklusperiode T werden in den Schieberegistere lenient en der Schieberegister 47, 48 unter Verwendung durch die Zyklusfrequenz gesteuerter Zwischenspeicher 49, 50 die Impulssignale der Informationsimpulsquellen 51, 52 über Schieberegister 53, 54 mit zehn Schieberegisterelementen eingeschrieben, während zur Phasensynchronisation dem Schieberegisterelement 55 des Schieberegisters 47 ein +1 Signal des Synchronisationssignalgenerators 45 zugeführt wird. Beispielsweise wird der Synchronisationssignalgenerator 45 in der dargestellten Ausfuhrungsform dadurch gebildet, dass der Zwischenspeicher 49 mit einem zusätzlichen Speicherelement 56 versehen wird und dass daran eine geeignete Gleichspannungsquelle 57 angeschlossen wird.

VBhrend der darauffolgenden Zyklusperiode von 1/10 s erfolgt das Weiterschieben des Inhalts der elf Schieberegisterelemente der Schieberegister 47, 48 und gleichzeitig damit das Weiterschieben von zehn Impulssignalen der Informationsimpulsquellen 51, 52 in den Schieberegisterelementen der Schieberegister 53, 54 unter Ansteuerung des zu diesen Impulssignalen gehörenden Taktimpulsgenerators 58, wobei nach Beendigung der Zyklusperiode der obenstehend angegebene

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Zyklus sich wiederholt. Dabei ist die Frequenz des Taktimpulsgenerators 58 gleich 10/11 von der der ausgesandten Impulssignale, d.h, eine Frequenz gleich 10/11 χ 110 Hz = 100 Hz.

Alle Frequenzen zur Steuerung des Senders werden dem Taktimpulsgenerator 58 von 100 Hz hergeleitet und zwar wird durch Frequenzteilung mit einem Teilungsfaktor 10 in einem Frequenzteiler 59 die Zyklusfrequenz von 10 Hz zur Steuerung der Zwischenspeicher ^9» 50 erhalten und durch Frequenzvervielfachung in einem darauffolgenden Frequenzvervielfacher 60 um einen Faktor 11 die Taktfrequenz von 110 Hz zur Steuerung des Schieberegisters Uj, k8 erhalten. Zugleich werden die Ausgangssignale des Frequenzteilers und des Frequenzvervielfachere 60 an einen Schaltsignalgenerator 61 zur Erzeugung eines Schaltsignals für den Unterbrechungsechalter k6 im Sendekanal 2 und das Ausgangssignal des Frequenzvervielfachers 60 als Synchronisationesignal an den Umhtillenden-Signalgenerator 13 gelegt.

In der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung erfolgt in aufeinanderfolgenden Taktintervallen von 1/110 s die Uebertragung der Signale der Schieberegister k7, ^8 über die beiden SendekanHle 1, 2, wobei jeweils das erste Taktintervall einer Zyklusperiode von 1/10 s als Synchronisationssignalintervall reserviert ist. Im Vergleich zur Informationsimpulsübertragung, wobei die beiden Sendekan&le 1, 2 gleichzeitig wirksam sind, unterscheidet sich die Synchronisationesignalübertragung während des ersten Taktintervalle einer Zyklusperiode darin, dass der Sendekanal 2 durch den Unterbrechungsschalter h6 unwirksam gemacht wird und dabei im

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Sendekanal 1 immer ein +1 Signal übertragen wird.

Die angegebenen Unterschiede in der Uebertragung des Synchronisationssignals und der Informationsimpulse der Informationsimpulsquellen treten eindeutig im Vektordiagramm der Übertragenen Signale hervor, wenn nämlich im Vektordiagramm in Fig· Ua sowie im Vektordiagramm in Fig. 3a die Vektoren OT, OU, OV und OV die nach Zusammenfügung in der ZusammenfügungsanordnuQg 9 erhaltenen, ausgesandten Informationsimpulssignale nach Richtung und Grosse zeigen, so wird das Synchronisationssignal durch den Vektor OZ dargestellt, Einerseits unterscheidet sich der Synchronisationssignalvektor OZ von den Vektoren OT, OU, OV OW durch seine Phasenlage, während andererseits der Synchronisationssignalvektor OZ in seinem Signalwert um einen Factor !2 kleiner ist als die Vektoren OT, OU, OV und OW.

Die beiden unterschiedlichen Kennzeichen bei der Uebertragung des Synchronisationssignals gegenüber der Uebertragung der Informationsimpulse machen, dass an der Empfangsseite die örtlichen TrHgersignale in der Anordnung zur örtlichen Trägerrückgewinnung 32 ohne Gefahr vor einer Phasenungewissheit bei einer empfindlichen Phasenregelung immer in der richtigen Phase zurückgewönnen wird, wie nun an Hand des in Fig. 2 dargestellten Empfängers erläutert wird.

Nach der Erfindung enthält dazu die Schaltungsanordnung zur örtlichen Trägerrückgewinnung 32 an der Empfangsseite einen an den Ausgang des Modulators 23 in dem dem zweiten Sendekanal 2 entsprechenden Empfangskanal 21 angeschlossenen Phasenstabilisierungskanal 62, der mit einer

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darin aufgenommenen Sperranordnung 63 versehen ist, die zur Phaaensfcabilieierung durch ein Schalt signal in den Synchronisationsintervallen freigegeben wird, welches Signal von einem Synchronisationsintervallselektor 6k herrtlhrt, der zur Selektion der Synchronisationsintervalle mit geringorera Signalpegel durch die eingetroffenen phasemodulierten Schwingungen gespeist wird»

In der dargestellten AusfUhrum:sform des Synchronisationsintervallselektors 6k werden dazu die Ausgangssignale des Eingangsverstärkers 18 der Kaskadenschaltung eines Amplitudendetektors 65, eines Über die Leitung 66 durch Taktimpulse gesteuerten Integrators 67 und eines Haltekreises 68 zur jeweiligen, wahrend eines Takt intervalIs, Speicherung des integrierten Signalwertes zugeführt, wobei zur Selektion der mit der Zyklusfrequenz auftretenden Synchronisationsintervalle mit niedrigerem Signalpegel das Ausgangssignal des Haltekreises 68 als Steuersignal einer Phasenregelschleife zugeführt wird, die die durch Frequenzteilung in einem Frequenzteiler 70 aus den Taktimpulsen des örtlichen Taktimpulsoszillators 33 erzeugte Zyklusfrequenz mit den Synchronisationsintervallen im Ausgangssignal des Haltekreises 68 in Phasenübereinstimmung bringt. Dabei ist die Phasenregelschleife 69 also als Amplitudenfilter wirksam.

Die verwendete Phasenregelschleife 69 ist vom bekannten Typ (^vgl· beispielsweise "Data Transmission", Bennett and Davey, 1965, S. 261), weshalb hier eine Erwähnung der Elemente ausreicht. Insbesondere enthalt die Phasenregelschleife einen Phasendetektor 71» ^der an dl* Ausgange des Haltekreises

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und der Phasenregelschleife 69 angeschlossen ist, ein Tiefpassfilter 72 und einen Komparator 73 zur Steuerung einer Phasenregelanordnung 7^» di© durch einen an den Frequenzteiler angeschlossenen Frequenzvervielfacher 75 mit zwei nachgeschalteten parallelen Zweigen 76, 77 gebildet wird, welche Zweige mit je einem durch einen Komparator 73 gesteuerten elektronischen Schalter 781 79 und zugleich im Zweig 77 mit einem Inverter 80 versehen sind, wobei die Ausgange der parallelen Zweige 76_t 77 Über eine ZusammenfUgungsanordnung an einen Frequenzteiler 82 angeschlossen sind, der den Ausgang der Phasenregelschleife bildet. Dabei ist der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 82 dem Multiplikationsfaktor des Frequenzvervielfächere 75 gleichgemacht.

In der beschriebenen Phasenregelschleife 69 wird im nicht stabilisierten Zustand durch jeweilige Hinzufügung eines Impulses bzw, durch jeweilige Unterdrückung eines Impulses der dem Frequenzteiler 82 zugeführten Impulsreihe mit Hilfe des über den Komparator 73 gesteuerten Schalters 78, 79 die Phase des AusgangsSignaIs ständig geändert, bis zwischen dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 82 und den Synchronisationsintervallen im Ausgangssignal des Haltekreises 68 im stabilisierten Zustand eine Phasenüberein— Stimmung erreicht ist, wonach die Phasenregelschleife 69 im stabilisierten Zustand gehalten wird.

Dem Ausgang des Frequenzteilers 82 werden auf diese Weise in Phasenübereinstimmung mit den in der Zyklusfrequenz auftretenden Synchronisationsintervallen im Ausgangssignal des Haltekreises 68 Ausgangsimpulse entnommen, die als Schalt—

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impulse über ein auch durch die Taktimpulse des örtlichen Taktimpulsoszillators 33 gesteuertes UND-Tor 83 eine Freigabe der Sperranordnung 63 im Phasenstabilisierungskanal der Anordnung zur örtlichen TrHgerrtickgewinnung 32 bewerkstelligt. Insbesondere wird die Sperranordnung 63 durch einen normalerweise gesperrten Komparator zur Steuerung einer Phasenregelanordnung 84 in einer Phasenregelschleife, der Art wie die obenstehend beschriebene Phasenregelschleife im Synchronisationsintervallselektor 64 gebildet.

Ebenso wie in der beschriebenen Phasenregelschleife im Synchronisationsintervallselektor 64 enthält die betreffende Phasenregelschleife einen Phasendetektor, der hier durch den Modulator 23 im Empfangskanal 21 gebildet wird, dessen Ausgangssignal über den Integrator 26 als Phasenregelsignal dem Komparator 63 zugeführt wird, während auch die Phasenregelanordnung 84 auf gleiche Weise ausgebildet ist, insbesondere enthält die Phasenregelanordnung 84 einen Frequenzvervielfacher 85 mit zwei nachgeschalteten parallelen Zweigen 86, 87» die mit je einem durch den Komparator gesteuerten elektronischen Schalter 88, 89 und zugleich im Zweig 87 mit einem Inverter 90 versehen sind, wobei die parallelen Zweige 86, 87 Über eine Zusammenfügungsanordnung an einen Frequenzteiler 92 angeschlossen sind. Weil der durch die Summenfrequenz der beiden Pilotsignale von 370 und 3230 Hz synchronisierte Impulsoszillator 42 eine Frequenz von 3600 Hz hat und die örtliche Trägerfrequenz gleich I8OO Hz sein muss, ist der Teilungsfaktor des Frequenzteilers zweimal grosser als der Multiplikationsfaktor des Frequenzvervielfachers 95. ₃Q9 88 3/096 7

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In der beschriebenen Anordnung wird in den Zeitpunkten der Synchronisationsintervalle, d.h. in den Empfangszeitpunkten eines vom ersten Sendekanal 1 herrührenden Synchronisationssignals im Modulator 23 über den Integrator 26 des dem zweiten Sendekanal 2 entsprechenden Empfangskanals 21 durch Modulation des örtlichen Trägers und der eingetroffenen phasenmodulierten Schwingungen eine Regelspannung erzeugt, die zur Phasenstabilisierung der örtlich erzeugten Tragerschwingung über den Komparator 63 die elektronischen Schalter 88, 89 in der Phasenregelanordnung 8Ί. steuert. Es stellt sich nämlich heraus, dass die durch Modulation im Modulator 23 im Empfangskanal 21 erzeugte Regelspannung in ihrer Grosse und Polarität genau in Grosse und Polarität den Phasenunterschied zwischen dem örtlichen Träger und dem Träger des Sendeträgeroszillators 8 untereinander kennzeichnet. Beim jeweiligen Auftritt eines Synchronisationsintervalls wird der Komparator 63 durch einen Schaltimpuls des UND-Tores 83 freigegeben, wobei durch HinzufUgung bzw. Unterdrückung eines Impulses mit Hilfe der elektronischen Schalter 88, 89 die Phase des örtlichen Trägers abhängig von Grosse und Polarität der Phasenregelspannung solange nachgeregelt wird, bis die gewünschte Phasenübereinstimmung des örtlichen Trägers und des Sendeträgers erreicht ist. Insbesondere wird in der angegebenen Anordnung ausgehend von der dargestellten Stellung der elektronischen Schalter 88, 89 jeweils in den Freigabezeitpunkten des Komparators 63 bei einer Phasenvoreilung des örtlichen Trägers durch Oeffnung des Schalters 88 ein Impuls unterdrückt und bei Phasennaeheilung durch

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Schliessung des Schalters 89 ein Impuls hinzugefügt werden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung ist in Fi^. kb ein Vektordiagramm dargestellt, wobei ebenso wie beim Vektordiagramm in Fig. ka. durch die Vektoren OT, OU, OV und OW die Informationssignale nach Richtung und Grosse dargestellt sind und durch OZ der Synchronsisationssignalvektor in den Zeitpunkten der Synchronisationsintervalle, während die Vektoren OX und OY die örtlichen Träger darstellen, die in der richtigen Phasenlage an den Modulatoren 22 bzw. 23 auftreten.

Wenn die örtlichen Träger die durch die Vektoren OX und OY angegebene Lage einnehmen, wird in der Phasenregelschleife 43 keine Phasenregelung der örtlich erzeugten Träger auftreten, da dann ja in den Zeitpunkten der Synchronisationsintervalle im Modulator 23 im Empfangskanal 21 der örtliche Träger OY senkrecht auf dem Synchronisationssignalvektor OZ steht, und folglich im Modulator 23 über den Integrator 26 keine Regelspannung erzeugt wird. Wenn Jedoch die örtlichen Träger gegenüber der Lage OX, OY eine Phasenabweichung aufweisen, tritt in der Phasenregelschleife kj eine Phasenregelung auf, da dann im Modulator 23 durch Uebersprechen zwischen den Empfangskanälen 20, 21 untereinander eine Regelspannung erzeugt wird, deren Polarität und Grosse durch die Polarität und Grosse der auftretenden Phasenabweichung bestimmt wird· Wenn beispielsweise in Fig. kb die örtlichen Träger eine durch di-e Phasenabweichung gegebene Lage OX*, OY¹ einnehmen, wird im Integrator 26 im Ausgang des Modulators 23 ein· Phasenregelspannung OL erzeugt

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V — * · ^i-JJ ·

mit einer negativen Polarität und mit einer durch die Projektion ties Synchronisationssignalvektors OZ auf den Trägervektor OV¹ gegebenen Grosse OZ sin T , welche die Phasenregelschleife 43 in ihre stabile Endlage bringt, die durch die Lage OX, OY der örtlichen Träger gekennzeichnet ist.

Ohne Gefahr von Phasenungewissheiten in der Schaltungsanordnung zur örtlichen TrägerrUckgewinnung 32 wird immer gewährleistet, dass bei einer empfindlichen Phasenregelung die örtlichen Träger für die Empfangskanäle 20, 23 mit den Trägern in den entsprechenden Sendekanälen 1, 2 genau in PhasenUbereinstinunung sind« So wird in der angegebenen Anordnung erhalten, dass im Impulsregenerator 27, 28 der Empfangskanäle 20, 21 eine genaue Reproduktion des über die Sendekanäle 1, 2'ausgesandten Informationsimpulsstromes bewerkstelligt wird, der im Takte der Zyklusperiode durch das Synchronisationssignalintervall periodisch unterbrochen wird. Im angegebenen AusfUhrungsbeispiel werden beispielsweise in jeder Zyklusperiode von 1/10 s zehn Taktintervalle von 1/110 s für die Informationsimpulse und ein Taktintervall für die Synchronisation benutzt.

Wünscht man in der beschriebenen Schaltungsanordnung die Informationsimpulse der Informationsimpulsquellen 51 ι mit der Taktfrequenz von 100 Hz ohne Unterbrechung des Impulsstromes rückzügewinnen, so kann dies auf analoge Weise wie im Sender verwirklicht werden. Insbesondere sind dazu jeder der Impulsregeneratoren 27, 28 in den Empfangskanälen 20, 21 ebenso wie jeder der Verbraucher 29, 30 an Schiebere-

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glster 93» 9** bzw. 95» 96 angeschlossen, wobei die Elemente der Schieberegister 93 und 95 bzw. 9^ und 96 über Zwischenspeicher 97» 98 untereinander gekoppelt sind. Werden nun in ,jeder Zyklusperiode die den Impulsregeneratoren 27, 28 entnommenen 10 Informationsimpulse im Takte der dazu gehörenden Taktfrequenz von 110 Hz in den Schieberegistern 93» Sk mit zehn Schieberegisterelementen weitergeschoben und danach Über die Zwischenspeicher 97» 98 in den Schieberegisterelementen der Schieberegister 95» 96 eingeschrieben, so erhält man von den Schieberegisters 95» 96 die Informationsimpulse der Informationsimpulsquellen 51, 52 wieder zurück und zwar dadurch, dass der Inhalt der Schieberegisterelemente 95» 96 mit der zu diesen Informationsimpulsen gehörenden Taktfrequenz von 100 Hz weitergeschoben werden. Dabei werden die Weiterschiebefrequenzen der Schieberegister 93» 9^ bzw. 95» 96 sowie die Einschreibefrequenz für die Zwischenspeicher 97» 98 der Schaltungsanordnung zur örtlichen TaktsignalrUckgewinnung 31 und dem Synchronisationssignalintervallselektor 6h hergeleitet, insbesondere die Weiterschiebeimpulse von 110 Hz für die Schieberegister 93, 9^ vom örtlichen Taktimpulsoszillator 33» die Einschreibeimpulse von 10 Hz fUr die Zwischenspeicher 97, 98 vom UND-Tor 83 Über ein geeignetes Verzögerungselement 99» und die Weiterschiebeimpulse von 100 Hz für die Schieberegister 95, 96 von einem an das UND-Tor 83 angeschlossenen Frequenzvervielfacher mit einem Frequenzmultiplikationsfaktor 10.

Im Rahmen der Erfindung können noch Verbesserungen in der angegebenen Anordnung vorgesehen werden. Insbesondere

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kann der Amplitudendetektor 65 im Synchronisationssignalselektor 6k mit Vorteil als Amplitudendetektor mit quadratischer Detektionskennlinie ausgebildet sein, da dadurch der Pegelunterschied zwischen den Informationsimpulsintervallen und dem Synchronisationssignalintervall mit niedrigerem Signalpegel um 3 dB verbessert wird. Eventuell kann diese Verbesserung des Pegelunterschiedes auch sendeseitig bewerkstelligt werden und zwar dadurch (vgl. Fig. 1), dass das dem Modulator 3 zugeführte Synchronisationssignal abgeschwächt wird, beispielsweise durch Verwendung eines elektronischen Schalters 101, der unter Ansteuerung des Schaltsignals des Schaltsignalgenerators 61 im Synchronisationsintervall jeweils das Synchronisationssignal über einen Abschwächer 102 dem Modulator 3 zuführt.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass im Rahmen der Erfindung weitere Ausführungsformen der beschriebenen Schaltungsanordnung möglich sind·

Für die Taktfrequenzrückgewinnung kann beispielsweise anstelle die Umhüllende der ausgesandten Signale in einem Modulator 12 (vgl· Fig. 1) mit dem durch Ik bezeichneten Umhüllenden Signal zu modulieren, diese UmhUllende-Modulation auch durch eine geeignete subharmonische der Taktfrequenz bewerkstelligt werden, was bei Vierphasen- bzw. Achtphasenmodulation ohne Parallelübertragung keine VergrBsserung der Uebertragungsbandbreite erfordert. Erapfangsseitig wird dann das Taktsignal dadurch zurückgewonnen, dass nach Detektion der Umhttllenden eine geeignete Frequenzvervielfachung angewandt wird. Gegebenenfalls ist die Taktsignalrückgewinnung

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auch durch Verwendung von Pilotfrequenzen oder auf andere bekannte Art und Weise zu bewerkstelligen.

Zur TrSgerrückgewinnung ist es ebenfalls nicht notwendig, zwei Pilotfrequenzen zu verwenden, aber dazu kann ein einziges Pilotsignal verwendet werden, dessen Frequenz dann ein bestimmtes Vielfaches bzw. ein bestimmter Bruchteil der Trägerfrequenz ist. Die TrBgerrückgewinnung könnte sogar ohne Pilotfrequenzen verwirklicht werden und zwar dadurch, dass empfangeseitig ein ausreichend stabiler örtlicher TrSgeroszlllator benutzt wird.

Ausserdem können die Elemente des erfindungsgemSssen Uebertragungssysteras anders ausgebildet werden als im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2. So können beispielsweise statt des Amplitudenfilters in Form einer Phasenregelschleife zur Synchronisationsintervalldetektion der Synchronisationsintervalle mit niedrigerem Signalpegel auch Amplitudenfilter eines anderen bekannten Typs benutzt werden.

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Claims (1)

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   PATENTANSPRUECHE ι

   η J Schaltungsanordnung mit einem Sender und einem Empfänger zur Uebertragung in periodischen Taktintervallen liegender binSrer Impulssignale durch Phasenmodulation, welche Anordnung sendeseitig einen Phasenmodulator enthält, der mit mindestens zwei an der Eingangsseite parallelgeschalteten Kanälen mit einem in jeden dieser Kanäle aufgenommenen Modulator und mit einem gemeinsamen Trägeroszillator versehen ist, der die beiden Modulatoren mit untereinander um 90° phasenverschobenen Trägerschwingungen speist, wobei die Ausgänge der beiden Modulatoren zur Uebertragung über eine Uebertragungsstrecke in einer ZusammenfUgungsanordnung zusammengefügt werden, während der Empfänger einen Phasendemodulator enthält, der mit mindestens zwei an der Eingangsseite an die Uebertragungsstrecke angeschlossenen parallelgeschalteten Kanälen mit einem jeden dieser Kanäle aufgenommenen Modulator und mit einer Anordnung zur örtlichen Trägerrückgewinnung versehen ist, welche Anordnung zur Demodulation der ausgesandten binären Impulssignale auf dem Sendeträger stabilisiert ist und die beiden Modulatoren mit untereinander um 90° phasenverschobenen Trägerschwingungen speist, wobei die jedem der Ausgänge der beiden Modulatoren entnommenen Impulssignale über einen Impulsregenerator einem Verbraucher zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Phasenstabilisierung im Takte einer periodischen Zyklusperiode, die einer ganzen Anzahl von Taktintervallen entspricht, ein Synchronisationsintervall mit einer Dauer von mindestens einem Taktintervall reserviert ist, wobei sende-

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   seitig an den Modulator in dem ersten der beiden Sendekanäle ein Synchronisationssignalgenerator angeschlossen ist, der in den Synchronisationsintervallen als Synchronisationssignal ein definiertes Impulssignal an den Eingang des in diesen Kanal aufgenommenen Modulators liegt und in den zweiten der beiden Kanäle ein Unterbrechungsschalter aufgenommen ist, der den zweiten Sendekanal in den Zeitpunkten der Synchronisationsintervalle unterbricht, während im Empfänger die Schaltungsanordnung zur örtlichen Trägerrtickgewinnung einen an den Ausgang des Modulators in dem dem zweiten Sendekanal entsprechenden Empfängerkanal angeschlossenen Phasenstabilisierungskanal enthält, der mit einer darin aufgenommenen Sperranordnung versehen ist, die zur Phasenstabilisierung durch ein Schaltsignal in den Synchronisationsintervallen freigegeben wird, welches Signal von einem Synchronisationaintervallselektor herrUhrt, der zur Selektion der Synchroni section's int ervalle mit niedrigerem Signalpegel durch die eingetroffenen phasenmodulierten Schwingungen gespeist wird.

   2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei jeder der beiden Sendekanäle durch eine Informationsimpulsquelle gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Sendekanäle an ein Schieberegister sowie an die Informationsimpulsquellen angeschlossen ist, wobei das an den Sendekanal und das an die Informationsimpulsquelle angeschlossene Schieberegister durch einen Zwischenspeicher miteinander gekoppelt sind, welcher Speicher im Takte der periodischen Zyklusperiode den Inhalt des an die Informationsquelle

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   angeschlossenen Schieberegisters einschreibt in das an den Sendekanal angeschlossene Schieberegister und dieses letztere Schieberegister ein zusätzliches Schieberegisterelement enthält, mit dem ein Synchronisationssignalgenerator gekoppelt ist, wShrend das an den Sendekanal sowie das an die Informationsiropulsquelle angeschlossene Schieberegister in jeder Zyklusperiode völlig durchgeschoben wird, 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisationssignalgenerator dadurch gebildet wird, dass der Zwischenspeicher mit einem zusätzlichen Speicherelement versehen und daran eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird.

   k. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbrechungsschalter im zweiten Sendekanal an einen Schaltsignalgenerator angeschlossen ist, der durch die Zyklusfrequenz und die Taktfrequenz der ausgesandten Impulse gesteuert wird, 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das an den ersten Sendekanal angeschlossene Schieberegister und den an diesen Kanal aufgenommenen Modulator ein elektrischer Schalter aufgenommen ist, der durch dasselbe Schaltsignal wie das des Unterbrechungsschalters im zweiten Sendekanal gesteuert wird, und dabei das Synchronisationssignal über einen Abschwächer an dem genannten Modulator im ersten Sendekanal liegt.

   6· Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisation·-

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   intervallselektor durch einen durch die eingetroffenen phasenmodulierten Schwingungen gespeisten Amplitudendetektor mit einem nachgeschalteten Amplitudenfilter gebildet wird, welches Filter die Synchronisationsintervalle mit niedrigerem Signalpgel selektiert.

   7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Amplitudendetektor im Synchronisationsintervallselektor durch einen Amplitudendetektor mit quadratischer Detektionskennlinie gebildet wird. 8» Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Anordnung zur örtlichen TaktsignalrUckgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Amplitudenfilter durch eine Phasenregelschleife gebildet wird, wobei die rückgewonnenen Taktsignale einer Phasenregelanordnung zugeführt werden und deren Ausgang die selektierten Taktsignalintervalle entnommen werden, die in einem Phasendetektor mit dem Ausgangssignal des Amplitudendetektors zum Erzeugen eines Phasenregelsignals verglichen werden, welches Signal über einen Komparator die Phasenregelanordnung steuert. 9· Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperranordnung im Phasenstabilisierungskanal der Anordnung zur örtlichen TrMgerrückgewinnung durch einen Komparator gebildet wird, der zugleich durch das Ausgangesignal des Modulators in dem dem «weiten Sendekanal entsprechenden Empfangskanal zur Steuerung einer Phasenregelanordnung gespeist wird, «deren Eingang ein örtlich erzeugter TrSger zugeführt wird, und deren Ausgang an die Modulatoren in den beiden EmpfangskanBlen angeschlossen

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   10. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Anordnung zur örtlichen TaktsignalrUckgewinnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal für die Sperranordnung im Phasenstabilisierungskanal der Anordnung zur örtlichen TrÄgerrückgewinnung einem UND-Tor entnommen wird, das durch die Ausgangssignale dee Synchronisationsintervallselektors sowie der Anordnung für örtliche Taktsignalrückgewinnung gespeist wird.

   11. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsregeneratoren sowie die Verbraucher in jedem der beiden Empfangskanflle an ein Schieberegister angeschlossen sind und diese Schieberegister durch einen Zwischenspeicher untereinander gekoppelt sind, der im Takte der dem Synchronisationsintervallselektor entnommenen Schaltimpulse den Inhalt des an den Impulsregenerator angeschlossenen Schieberegisters in das an den Verbraucher angeschlossene Schieberegister einschreibt, w&hrend der Inhalt des an den Impulsregenerator angeschlossenen Schieberegisters durch die Taktsignale einer Anordnung zur örtlichen Taktsignalrückgewinnung weitergeschoben wird, und der Inhalt des an den Verbraucher angeschlossenen Schieberegisters durch Taktimpulse entsprechend den Taktimpulsen der Informationsimpulse an der Sendeseite«

   12. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, zur Parallelübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die phasenmodulierten Ausgangssignale in einem Modulator durch ein umhüllendes Signal mit sinusförmigen UebergBngen der Taktfrequenz moduliert werden, während zur örtlichen Takt-

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   signalrückgewinnung enpfangsaeitig ein in einer Phasenregelschleife liegender Örtlicher Taktoszillator aufgenommen ist, der durch das detektierte umhüllende Signal synchronisiert wird.

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