DE2553121A1

DE2553121A1 - Verfahren und vorrichtung zur verringerung von fehlern in uebertragungssystemen fuer digitale information

Info

Publication number: DE2553121A1
Application number: DE19752553121
Authority: DE
Inventors: James M Kasson
Original assignee: Rolm Corp
Current assignee: Rolm Corp
Priority date: 1975-04-16
Filing date: 1975-11-26
Publication date: 1976-10-21
Also published as: US3999129A; FR2308257A1; DE2553121B2; JPS51124303A; GB1535219A; CA1042353A; FR2308257B1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung von Fehlern in Übertragungssystemen für digitale Information

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für digitale Information, das ein vorgegebenes Arbeitsfrequenzband aufweist, und mit einem mit einer Quelle analogerEingangssignale verbundenen Schaltungsteil, das die analogen Eingangssignale mit einer vorgegebenen Tastfrequenz in entsprechende digitals Signale mit einer vorgegebenen Zahl von Quantisierungspegeln umsetzt, die jeweils eine vorgegebene Größe aufweisen, mit Übertragungseinrichtungen, die die Digitalsignale an eine Empfangsstation übertragen, und mit einem Schaltungsteil in der Übertragungsstation, das die digitalen Signale mit der Tastfrequenz in analoge Form umsetzt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verringerung des Rauschens im unbenutzten Kanal, des Übersprech- bzw. Nebensprechrauschens und des Rauschens aufgrund von Quantisierungsfehlern in einem Übertragungssystem für digitale Information· Die Erfindung betrifft also Informationsübertragungssysteme, bei denen Information in digitaler Form zwischen zwei oder mehreren Stationen übertragen wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auch auf die Verringerung von Fehlern in Übertragungssystemen für digitale Information.

Bei der Übertragung von Information ist es normalerweise üblich, die in analoger Form vorliegende Information vor der Übertragung von einer Station zunächst in digitale Form umzusetzen und die

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in einer zweiten Station empfangene Information von der digitalen Form in analoge Form umzuwandeln« Bei einem üblichen System wird die Analog-Digital-Umsetzung durch Abtasten aufeinanderfolgender Teile des analogen Eingangssignals mit einer Frequenz durchgeführt, die groß genug ist, um eine Umsetzung theoretisch fehlerfrei bei idealisierten Bedingungen zu ermöglichen. Dabei wird ein Signal mit im wesentlichen konstanten Pegel während der Dauer jeder Tastpsricde erzeugt, wobei die Größe des Signals mit konstantem Pegel während eines gegebenen Zeitraums die Größe des Analogsignals zum Zeitpunkt der Abtastung wiedergibt. Die Größe des Signals mit konstantem Pegel wird auf eine relativ kleine, feste Zahl möglicher V/erte über den gesamten, vorgegebenen Amplitudenbereich des analogen Eingangssignals begrenzt. Dieses Verfahren wird mit "Quantisierung" bezeichnet. Jeder dieser Werte kennzeichnet einen unterschiedlichen Amplitudenbereich oder ein unterschiedliches Quantisierungsintorvall, so daß alle Signalamp?(.ituden, die innerhalb eines bestimmten Quantisierungsintervall liegen, in ein Signal mit konstantem Pegel gleicher Amplitudengröße umgesetzt werden. Bei einem 7-Bit-Binärsystem kann ein analoges Eingangssignal, dessen Amplituden in einem Bereich von 0 bis 1,28 Volt liegen, in unterschiedliche Pegel gequantelt werden, wobei die unterschiedlichen Pegel einen Spannungsbereich von 0,01 Volt umfassen, so daß die Eingangssignale, deren Amplitude in Null-Pegelbereich von -0,005 bis +0,005 Volt liegen, in ein Signal mit einem Null-Voltpegel umgesetzt werden; die Eingangssignale, deren Amplituden in einem Bereich von 0,005 bis 0,015 Volt liegen, werden in ein Signal mit konstantem Pegel umgesetzt, der einen Wert von 0,01 Volt aufweist; Signale in einem Bereich von 0,015 bis 0,025 Volt werden in ein Signal mit einem konstantem Pegel von 0,02 Volt umgesetzt usw. Die Spannungswerte 0,005; 0,015; 0,025, die die Endpunkte jedes Bereiches festlegen, werden mit Übergangspunkten bezeichnet.

In der Empfangsstation wird die in digitaler Form übertragene Information üblicherweise .in analoge Form zurückverwandelt. Diese Rückumwandlung wird in vjugekshrter Weise wie die zuvor beschriebene Umwandlung von der analogen in die digitale Form durchgeführt. Derartige Systeme werden häufig angewandt und immer mehr bei Telefonsystemen zur übertragung von Sprachinformation oder

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anderer analogen Information verwendet.

Derartige Systeme sind normalerweise so ausgelegt, daß sie in einem vorgegebenen Bereich der Frequenzen des analogen Eingangssignals arbeiten. Wenn die Systeme beispielsweise im Zusammenhang mit einem Telefonsystem eingesetzt werden, ist dieser Frequenzbereich üblicherweise der Tonbereich von etwa 300 bis 3400 Hz. Der Frequenzbereich des Systems wird aus diesem Bereich dadurch begrenzt, daß das analoge Eingangssignal vor der Analog-Digital-Umsetzung mittels eines Bandpaßfilters gefiltert wird, dessen Durchlaßbereich in dem Frequenzbereich von 300 bis 3400 Hz liegt, und daß das zurückgewonnene Analogsignal in einem Na ch-Sampling-Filter gefiltert wird, dessen Durchlaßbereich im wesentlichen den gleichen Frequenzbereich aufweist.

Derartige Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie gegenüber zufälligen bzw. statistischen Rausch- und Fehlersignalen empfindlich sind, die, in Übertragungsrichtung gesehen, vor dem Analog-Digital-Umsetzer (nachfolgend auch kurz als AD-Umsetzer bezeichnet) auftreten und im Frequenz-Ansprechbereich des Systems liegen. Diese Signale werden üblicherweise als Rauschsignale bezeichnet, im Gegensatz zu den Informationssignalen, deren Informationsinhalt zur Empfangsstation übertragen werden sollen.

Liegen Rauschsignale vor, so kann der Inf orrnati onsinhalt, der übertragen und empfangen v/erden soll, überdeckt und auf der Empfangsseite des Systems fehlerhaft wiedergegeben werden. In Idealfalle sollte am Ausgang des unbenutzten Kanals, d.h. dann, wenn an der Eingangsseite des Systems keine Information vorliegt, das Ausgangssignal des AD-Umsetzers einen konstanten Null-Pegel aufweisen. Bei den üblichen AD-Unisetzern verschiebt sich -jedoch im praktischen Falle der Null-Pegelbereich. Daher kann ein zufälliges, statistisches oder inneres Störsignal auch bei .äußers kleiner Amplitude bewirken, daß der AD-Umsetzer ein Ausgangssignal mit einem Qusntisieri:iv-:i-Peseiwert erzeugt, der oberhalb oder unterhalb des Null-Pegelwertes liegt, wenn der Null-Pegelwert sich in die Nähe eines Übergangspunktes verschoben hat.

Dieses fehlerhafte Ausgangssignal tritt dann als fehlerhaftes Analogsignal beim nachfolgenden Digital-Analog-Umsetzer (nachfolgend auch mit DA-Umsetzer abgekürzt) auf.

Bei Systemen, bei denen ein Mehrkanal-Eingang verv/endet wird, der denn sequentiell mit dem AD-Umsetzer verbunden wird, d.h. bei einem Multiplex-Mehrkanalsystem, tritt normalerweise Rauschen aufgrund des Über- bzw. Nebensprechens benachbarter Kanäle auf. Da das Rauschsignal aufgrund des Über- bzw. Nebensprechens den spektralen Frequenzinhalt der Sprache aufweist und daher innerhalb des Frequenzansprechbereichs des Systems liegt, können Übersprech- bzw. Nebensprechsignale auch mit äußert kleiner Amplitude durch das Bandpaßfilter des Systems gelangen und die Amplitude des getasteten, analogen Informationeingangssignals auf einen Wert verändern, der im benachbarten Quantisierungsintervall liegt, dies insbesondere dann, wenn das Eingangssignal selbst bereits sehr nahe an einem Übergangspunkt liegt. Als Folge davon stellt der AD-Umsetzer ein fehlerhaftes Ausgangssignal bereit, das vom DA-Umsetzer in ein analoges Signal zurückverwandelt wird. Da das Frequenzspektrum dieses Signals in der Hauptsache im Sprech-Frequenzspektrum liegt, kann Rauschen dieser Art nicht mittels eines Nach-Sampling-Filters ausgefiltert werden,, das - in Übertragungsrichtung gesehen - hinter dem DA-Umsetzer angeordnet ist.

Eine dritte Art des Rauschens die als "Quantisierungsfehler" bezeichnet wird, entsteht dadurch, daß der AD-Umsetzer Amplitudenänderungen des analogen Information-Eingangssignals, die innerhalb eines Quantisierungspegels liegen, nicht erkennen kann. Derartige Amplitudenänderungen werden vom AD-Umsetzer nicht umgesetzt und werden daher auch nicht im DA-Umsetzer wiedergewonnen, obgleich der tatsächliche Amplitudenwert des analogen Information-Eingangssignals zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen sich geändert haben kann.

Es wurde bereits versucht, Systerre der zuvor beschriebenen Art zu entwickeln, die ein geringeres Rauschen im unbenutzten Kanal (idle channel noise), ein geringeres Übersprech- bzw« Neben-

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sprechrauschen und ein geringeres Rauschen aufgrund von Quantisierungsfehlern aufweisen. Bei einigen dieser Systeme: wurde die Zahl der zur Wiedergabe des Eingangssignals benutzten Quantisierungsintervalle erhöht, d.h. es wurde die Breite jedes Quantisierungsintervalls verringert. Bei Systemen, bei denen Binärcodierung durchgeführt wird, läßt sich zeigen, daß durch Hinzufügen von η Bits oder 2ⁿ Quantisierungsintervallen das Auftreten dieses Rauschens im idealen Falle um 6n db verringert werden kann, vorausgesetzt, daß das analoge Rauschen im System im Vergleich zu der Größe des Quantisierungsintervalls klein bleibt. Bei einem anderen Verfahren wird eine Schaltung verwendet, die Signale mit kleiner Amplitude mehr verstärkt als Analogsignale mit großer Amplitude. Diese Schaltung wird als Dynamikpresser bezeichnet, und befindet sich vor dem Analog-Digital-Umsetzer. Weiterhin ist bei diesem Verfahren eine Schaltung hinter dem Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen, die eine gegenüber dem Dynamikpresser entgegengesetzte Verstärkungskennlinie aufweist und als Dynamikäehner bezeichnet wird. Die Anordnung mit einem Dynamikpresser und einem Dynamikdehner verringert wirkungsvoll die Größe der Quantisierungsintervalle für Signale mit kleiner Amplitude und verringert dementsprechend das Rauschen im unbenutzten Kanal und das Übersprech- bzw. Nebensprechrauschen, Diese Schaltungsanordnung v/eist jedoch den Nachteil auf, daß über den gesamten Amplitudenbereich der analogen Eingangssignale hinweg ein nicht-lineares Verhalten auftritt. Daher sind zusätzliche Schaltungseinrichtungen für die Korrektur dieses nicht-linearen Verhaltens erforderlich, um ein Ansteigen des Rauschens aufgrund von Quantisierungsfehlern zu verhindern.

All diese zuvor beschriebene Verfahren zur Verringerung des störenden Rauschens im unbenutzten Kanal, des Übersprech- bzv/. Nebensprechrauschens und des Rauschens aufgrund von Quo.ntisierungsfehlern bei Übertragungssystemen weisen zwar in gewisser Hinsicht Vorteile auf, ihnen haftet jedoch der schwerwiegende Nachteil an, daß die Schaltungsanordnungen, die für solche Systeme erforderlich sind, sehr teuer werden. Bai sehr komplizierten Systerac-n, beispielsweise bei den Systemen, die in der Telefonübertragungstechnik verwendet werden, führen diese relativ teueren Schaltungs-

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anordnungen zu nicht mehr vertretbaren Kosten, da diese Schaltim gsanordnungen in großer Zahl verwendet werden müssen.

Der Erfindung liegt daher u.a. die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die das Rauschen im unbenutzten Kanal, das Übersprech- bzw. Nebensprechrauschen und das Rauschen aufgrund von Quantisierungsfehlern wesentlich verringert, wobei diese Schaltungsanordnungen äußerst kostengünstig hergestellt werden können und die Wirkungsweise von Übertragungssystemen für digitale Information, bei denen eine Analog-Digital-Umsetzung eine Digital-Analog-Rückumwandlung durchgeführt wird, erheblich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Übertragungssystem zur Übertragung von digitaler Information erfindungsgemäß gelöst durch eine Quelle, die ein gesteuertes Rauschsignal mit einem spektralen Frequenzinhalt erzeugt, der zu einer vorgegebenen, im wesentlichen außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegenden Frequenz symmetrisch liegt, und durch eine Schaltungsstufe, die das gesteuerte Rauschsignal mit den analogen Eingangssignalen kombiniert.

Ein Verfahren zur Verringerung des Rauschens im unbenutzten Kanal, des Übersprech- bzw. Nebensprechrauschens und des Rauschens aufgrund von Quantisierungsfehlern in einem Übertragungssystem zur digitalen Information löst diese Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte:

(a) Erzeugen eines analogen Eingangssignals mit einem spektralen Frequenzinhalt, der innerhalb eines-vor-' gegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegt;

(b) Erzeugen eines gesteuertes Rauschsignals, dessen spektraler Frequenzinhalt zu einer vorgegebenen, im wesentlichen außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegenden Frequenz symmetrisch liegt;

(c) Zusammensetzen des analogen Eingangssignals und des gesteuerten Rauschs!gnals zu einem zusanynengesetzten Signal5

(d) Umsetzen des zusammengesetzten Signals in digitale Forn; mit einer Tastfrequenz, die wesentlich größer als die obere Grenze des vorgegebenen Frequenzbandes ist;

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(e) nachfolgende Umsetzung der digitalen Signale in analoge Form; und

(f) Filtern des wiedergewonnenen Analogsignals, so daß praktisch alle Frequenzkomponenten, die außerhalb des vorgegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegen, unterdrückt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Übertragungssystem gelöst, das durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 19 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Weiterhin wird die Aufgabe bei einem System zum Umsetzen analoger Signale in entsprechende digitale Signale zur nachfolgenden Signalverarbeitung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 27 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird also ein gesteuertes Rauschsignal mit einer Amplitude erzeugt, die in einem Bereich von etwa 1/4 bis 1/2 des Wertes der Quantisierungsintervalle liegt. Der Frequenzinhalt dieses gesteuerten Rauschsignals liegt außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes, vorzugsweise über der oberen Frequenzbandgrenze und v/eist vorteilhafterweise etwa eine Frequenz auf, die (n + 1/2) mal der Tastfrequenz des AD-Umsetzers und des DA-Umsetzers ist. Dieses gesteuerte Rauschsignal wird mit dem Information enthaltenden Analogsignal vor der Analog-Digital-Umsetzung summiert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Quelle für das Analogsignal über ein Vor-Sampling-Filter mit einem ersten Eingang einer Summierstufe verbunden. Das Vor-Sampling-Filter weist eine Durchlaßkennlinie auf, die einen gewünschten Frequenz-Arbeitsbereich umfaßt» Eine Quelle zur Erzeugung des Rauschsignales erzeugt gesteuerte Rauschsignale der zuvor beschriebenen Art und. ist über ein Bandpaßfilter mit dem anderen Eingang der Summierstufe verbunden. Dieses Bandpaßfilter weist eine sehr schiaale Durchlaßkennlinie auf, deren I-Iittelfrequenz bei 1/2 der Tastfrequenz liegt. Der Ausgang der Summierstufe steht mit dem Signaleingang eines AD-Umsetzers in Ver-

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"bindung, dessen Takteingang mit dem Ausgang eines Tast-Taktgebers verbunden ist. Es kann auch ein Momentanwertspeicher vorgesehen sein, der mit den vom Tast-Taktgeber bereitgestellten Taktsignalen beaufschlagt wird und zwischen dem Ausgang und dem Eingang des AD-Umsetzers geschaltet ist. Der Ausgang des AD-Umsetzers ist mit der Übertragungsleitung, beispielsweise einer Fernsprech-Anschlußleitung oder mit einer Informations-Übertragungsleitung in einer Nebenstellenanlage eines Telefonsystems (PBX-Fernsprechsystems) verbunden. Auf der Empfängerseite der Übertragungsleitung v/erden die digitalen Informationssignale durch einen DA-Umsetzer in analoge Form zurückverwandelt, wobei der DA-Umsetzer mit derselben Frequenz und synchron mit dem vom Tast-Taktgeber berej-tgestellten Tastsignal getaktet wird. Die vom DA-Umsetzer erzeugten analogen Ausgangssignale werden einerBenutsungseinrichtung über ein Nach-Sampling-Filter zugeführt, dessen Durchlaßkennlinie im wesentlichen gleich der Durchlaßkennlinie des Vor-Sampling-Filters ist.

Während des Betriebes dominiert das eingeführte, gesteuerte Rauochsignal immer dann, wenn die Amplitude eines inneren Rauschsignals kleiner ist als die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals, und wenn der Pegel des am Eingang des AD-Umsetzers auftretenden Signals in der Nähe eines Übergangspunktes des Quantisierungsintervalls liegt, vvenn ein Rauschen im unbenutzten Kanal oder ein Übersprech- bzw. Nebensprechrauschen auftritt, besteht das Ausgangssignal des DA-ünsetzers in der Hauptsache aus einem Signal, dessen Frequenzkomponenten den Frequenzkomponenten des gesteuerten Rauschsignals entsprechen. Da die Frequenz dieser Komponenten oberhalb des Durchlaßbereiches des Nach-Samplingfilters konzentriert ist, werden diese Rauschsignale gut ausgefiltert. Im Falle, daß ein Rauschen aufgrund von O.uantisierungsfehlern auftritt, wird das eingeführte, gesteuerte Rauschsignal als Vorspannungs-Signal, das dann, wenn es mit einer niederen Freqiienz des am Eingang des AD-UmGetzers auftretenden analogen Informationssignals rummieit wird, bewirkt, daß sich das Tastverhältnis (duty cyclO der digitalisierten Signals am'Ausgang des AD-Umsetzers ändert. Diese Änderungen des Tastverhältnisses werden durch das hinter dem DA-Umsetzer liegende Nach-Sampling-Filter in Amplitudenänderungen

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umgewandelt, die wesentlich genauer die richtige Schwingungsform des analogen Eingangssignals wiedergibt. Daher werden Amplitudenänderungen im analogen Informations-Eingangssignal, die innerhalb eines Quantisierungspegels liegen, einen Ausgang des DA-Umsetzers übertragen, so daß Quantisierungsfehler verringert werden.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Verringerung von Rauschen im unbenutzten Kanal, von Übersprech- bzw. Nebensprechrauschen und von Rauschen aufgrund von Quantisierungsfehlern in einem Übertragungssystem für digitale Information, das für ein vorgegebenes Frequenzspektrum ausgelegt ist und einen Analog-Digital-Umsetzung, eine Informations-Über-tragungsleitung und einen Digital-Analog-Umsetzer aufweist, wobei diese Schaltungsteile zwischen einer Senderstation und einer Empfangsstation liegen. Ein gesteuertes Rauschsignal wird den analogen Informations-Eingangssignalen vor der Umsetzung in die digitale Form zuaddiert. Das gesteuerte Rauschsignal besitzt eine Amplitude, die innerhalb eines Bereichs von etv/a 1/4 bis 1/2 der Größe eines Quantisierungsintervalls des AD-Umsetzers und des DA-Umsetzers liegt. Der Frequenzinhalt des gesteuerten Rauschsignals ist bei einer Frequenz konzentriert, die (n + 1/2) mal der Tastfrequenz des AD-Umsetzers und des DA-Umsetzers ist, er liegt jedoch außerhalb des Arbeitsfrequenzspektrums des Systems. Das eingeführte, gesteuerte Rauschsignal dominiert immer dann, wenn die Amplitude der inneren Rauschsignale kleiner ist als die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals, und wenn der Pegel am Eingang des AD-Umsetzers in der Nähe eines Übergangspunktes des Quantisierungsintervalls liegt, so daß die Frequenzen der am Ausgang des DA-Umsetzers auftretenden analogen Signale außerhalb des Arbeitsfrequenzspektrums des Systems konzentriert sind. Das am Ausgang des DA-Umsetzers auftretende Signal wird sodann nachfolgend in einem Kach-Sampling-Filter gefiltert, dessen Durchlaßbereich mit dem Arbeitsfrequenzspektrum des Systems übereinstimmt, so daß die Frequenzkomponenten des gesteuerten Rausch.signals unterdrückt '..-erden, bsvor i&.~ Sirnal zur Impfen"■?- station weitergeleitet wird.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems gemäß der Erfindung,

•Fig. 2 und 3 Diagramme, die das Betriebsverhalten und die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Systems wiedergeben,

Fig. 4 und 5 Tabellen mit den Testergebnissen, die das Betriebverhalten v/iedergeben, und

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung für eine bevorzugte

Ausführungsforra einer die gesteuerten Rauschsignale bereitstellenden Quelle.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist der Ausgang einer Analogsignalquelle 10 mit dem Eingang eines Vor-Sampling-Filters 11 verbunden. Die Signalquelle 10 kann ein Eingangs gerät, eine Eingangseinrichtung für in analoger Form vorliegende Information, beispielsweise ein üblicher Telefonhandapparat, ein mit einem Telefon-Datenumsetzer verbundenes Modem, ein Datengerät in Verbindung mit Rechenanlagen usw. sein, wobei die Einrichtung oder das Gerät analoge Informations signale mit einem Frequenzumfang oder Frequenzinhalt erzeugen kann, der im wesentlichen innerhalb eines vorgegebenen Durchlaßbereiches liegt. Das Vor-Sampling- Filter 11 weist ein Bandpaßfilter mit einer Durchlaßcharakteristik auf, die im wesentlichen den Bereich der Frequenzen umfaßt, die von Interesse sind. Beispielsweise kann das Vor-Sampling-Filter 11 bei einem Telefonsystem mit Puls-Code-Modulation, welches ein Frequenzspektrum von etwa 300 bis 3400 Hz umfaßt, ein Vierpol-Bandpaßfilter mit einem Durchlaßbereich zwischen 300 bis 3400 Hz aufweisen. Der Ausgang des Vor-Sampling-Filters 11 steht mit einem ersten Eingang einer üblichen Summierstufe in Verbindung, die eine mit dem zweiten Ausgang verbundene Dämpfungsstufe für den nachfolgend noch zu beschreibenden Zweck aufweist.

Der andere Eingang der Summierstufe 12 steht mit dem Ausgang eines Schmarbandfliters 13 in Verbindung, dessen Eingang mit dem

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Ausgang einer Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen bzw. einem Rauschgenerator 14 verbunden ist. Der Rauschgenerator 14 kann eine der bekannten Oszillatorschaltungen aufweisen, die eine Ausgangssignalfolge mit einer vorgegebenen Frequenz und Amplitude erzeugen, welche nach den, im weiteren noch zu beschreibenden Kriterien ausgewählt sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen die in Fig. 6 dargestellte Schaltung auf, die aus einem Siebzehn-Bit-Schieberegister besteht. Das Schieberegister weist als Ausgangsstufe ein exklusives ODER-Glied für die vierzehn und siebzehn Bits auf, wobei eine ausreichend hohe Taktfrequenz ein Rauschsignal mit einem Frequenzumfang bzw. einem Frequenzinhalt erzeugt, der bis über 6 kHz hinaus im wesentlichen flach verläu

Das SchEialbandfilter 13 besteht aus einem Bandpaßfilter mit einer äußerst schmalen Durchlaßkennlinie, die etwa symmetrisch zu der gewünschten Frequenz des gesteuerten Rauschens liegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel v/eist das Schmalbandfilter 13 einen Durchlaßbereich auf, dessen Mitte etwa bei 6 kHz liegt und dessen Q-¥ert 40 ist, wobei ein Ausgangssignal mit einem effektiven Spannungs-Mittelwert von 2,5 Volt bereitgestellt wird.

Der Ausgang der Summierstufe 12 steht mit dem Signaleingang eines üblichen Momentanwertspeichers 15 in Verbindung, dessen Ausgang am Signaleingang eines üblichen Analog-Digital-Umsetzers 16 liegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel v/eist der Momentanv/ertspeicher 15 eine Einstell- bzw. Speicherzeit von 3,9 Kikrosekunden auf, und der AD-Umsetzer 16 liefert ein binäres 12-Bit-Parallel-Ausgangssignal und wird alle 83 Mikrosekunden getastet. Der Datenausgang des AD-lfcisetzers 16 steht mit dem Eingang der Übertragungsleitung 18 in Verbindung. Der Takteingang des Momentanwertspeichers 14 und des AD-Uinsetzers 16 steht mit einem Abtast-Taktgeber 20 in Verbindung, der vorzugsweise einen Taktimpulsgenerator aufweist, v/elcher Ausgangsimpulse mit einer Frequenz von 12 kHz erzeugen kann, wobei die Impulsbreite der Impulse etwa 100 ITanosekunden beträft.

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Die Frequenz und die Amplitude der Signalfolge, die von der Quelle für das gesteuerte Rauschen bereitgestellt v/ird, werden gemäß den nachfolgenden Kriterien ausgewählt. Nachdem der interessierende Frequenzbereich der analogen Informationssignale ausgewählt worden ist, kann die Frequenz des Abtast-Taktgenerator ρ 20 entsprechend den Nyquist-Kriterien ausgewählt werden. Die Größe und Zahl der Quantisierungsintervalle kann danach entsprechend der gewünschten Genauigkeit und des Amplitudenbereichs der zu verarbeitenden Analogsignale gewählt werden. Wenn die Tastfrequenz und die Quantisierungsintervalle bekannt sind, wird die Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen so eingestellt, daß sie eine Ausgangssignalfolge mit einer Frequenz außerhalb des interessierenden Frequenzbandes erzeugt. Die Frequenz des von der Quelle 14 erzeugten, gesteuerten Rauschens kann entweder unterhalb oder oberhalb dieses Frequenzbandes liegen; die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Frequenz (n + 1/2) mal der Tastfrequenz ist, wobei η = 0, 1, 2,... ist« Die Amplitude des effektiven Spannungsmittelwertes der Signalfolge für das gesteuerte Rauschen v/ird so ausgewählt, daß sie einen geeigneten Wert auf v/eist, und die Dämpf ungs schaltung in der Summierstufe ist so ausgebildet, bzw. eingestellt, daß die Amplitude des Signalzugs für das gesteuerte Rauschen auf einen Wert gedämpft wird, der zwischen etwa 1/4 bis 1/2 der Größe der Quantisierungsintervalle des AD-ümsetzers 16 liegt. Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Informationeingangssignale in einem Bereich von 300 bis 3400 Hz liegen, wird die Tastfrequenz zu 12 kHz gewählt. Für Informationseingangssignale mit einer größten Amplitude von +5 V wird für den AD-Umsetzer 16 ein Quantisierungsintervall von 2,5 Millivolt pro geringst signifikantem Binärbit gewählt die Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen ist so ausgelegt, daß sie ein 6 kHz-Signal mit einer .Amplitude von 2,5 Volt erzeugt, und die Dämpfungsschaltung der Summierstufe ist so gewählt, daß das Ausgangssignal vom Filter 13 auf einen Wert gedämpft wird, der in einem Bereich ττ-ίϊ sehen otv/a 0,625 vr.-V etv^ra 1, ?5 ^T!illi~.^rc?-t liegt. '

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Auf der Empfängerseite des Systems werden die in der Übertragungsleitung 18 auftretenden digitalen Informationssignale dem Dateneingang eines üblichen Digital-Analog-Umsetzers 22 zugeleitet. Der DA-Umsetzer 22 weist vorzugsweise einen 12-Bit-DA-Umsetzer mit einer Auflösung von 2,5 Millivolt und einen Ausgangsbereich auf, der den Analog-Eingangsbereich des AD-Umsetzers 16 umfaßt. Der Takteingang des DA-Umsetzers 22 ist mit dem Ausgang des Abtast-Taktgebers 20 über eine Leitung 21 verbunden, so daß der DA-Umsetzer 22 mit der gleichen Taktfolge v/ie der AD-Umsetzer 16 getaktet wird. Der Ausgang des DA-Umsetzers 22 liegt' am Eingang eines Nach-Sampling-Filters 24, der ein Bandpaßfilter enthält, dessen Durchlaßkennlinie im wesentlichen der Durchlaßkennlinie des Vor-Sampling-Filters entspricht. Der Ausgang des Nach-Sampling-Filters 24 steht mit dem Eingang einer geeigneten Benutzungseinrichtung, beispielsweise einen üblichen Telefoneinpfanger in Verbindung.

Während des Betriebs laufen die analogen Informationssignale von der Analogsignalquelle 10 durch das Vor-Sampling-Filter 11, in dem die unerwünschten Frequenzkomponenten im wesentlichen verringert oder unterdrückt werden. Die Analoginformationssignale werden dann in der Summierstufe 12 mit den von der Quelle 14 kommenden und gefilterten, gesteuerten Rauschsignalen summiert. Das zusammengesetzte Signal wird dann im Momentanwertspeicher bzw. in der Sample-and-Hold-Schaltung 15 abgetastet und im AD-Umsetzer 16 in digitale Form umgesetzt, wobei sowohl die Abtastung als auch die Umsetzung mit einer Frequenz von 12 IiHz durchgeführt wird. Die über die Übertragungsleitung 18 geführten, empfangenen digitalen Informationssignale werden vom mit einer Frequenz von 12 kHz getafcteten DA-Umsetzer 22 in analoge Signale zurückgeführt. Die am Ausgang des DA-Umsetzer 22 bereitgestellten Analogsignale v/erden vom Nach-Sampling-Filter 24 gefiltert und es werden praktisch alle Frequenzkomponenten unterdrückt, die außerhalb des gewünschten Frequenzbereichs liegen. Danach werden die Signale dann der Benutzungseinrichtung 25 zugeleitet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Kurvenverläufe, die die verbesserte Arbeitsweise eines Übertragungungssystems für digitale Informa-

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tion, bei der ein gesteuertes Rauschsignal zugeführt wird, wiedergegeben. In Fig. 2 ist das Rauschen im unbenutzten Übertragungskanal, welches am Ausgang des Filters im Decibel gemessen wurde, gegenüber der Amplitude des gesteuerten Rauschsignals aufgetragen, das von der Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen erzeugt wird und durch ein Schmalbandfilter 13 mit einer Q-wert von 20 gelaufen ist. Die verschiedenen Kurven in der Fig. 2 zeigen das Rauschen im unbenutzten Kanal für ein Störsignal von 1 kHz für verschiedene Amplituden im Amplitudenbereich von 3,7 bis 40 Millivolt. Das Rauschen wurde bei dem System.mit einem am Ausgang des Filters 24 angelegten Wechselspannungs-Meßgerät gemessen. Das System wurde in diesem Falle mit einer Tastfrequenz von 12 kHz betrieben. Bei dieser Messung wurde der AD-Umsetzer 16 auf den Übergangspunkt für den Null-Quantisierungspegel eingestellt, wodurch eine starke Auswanderung des Nullpegels simuliert wird. Für jede Amplitude des Störsignals· wurde die Amplitude der Quelle für das gesteuerte Rauschen von etwa O bis etwa 65 mV verändert und die Meßergebnisse wurden in den dargestellten Kurven aufgetragen. Das kleinste Rauschen im unbenutzten Kanal für jede Amplitude des Störsignals trat dabei bei Amplituden des gesteuerten Rauschens in einem Bereich von etwa 25 bis 50 mV auf, was etwa 1/4 bis 1/2 der Größe des Test-Quantisierungsintervalls von 100 mV entspricht. Für Störsignale mit kleinen Amplituden von etwa 5 mV oder darunter wurde das Rauschen im unbenutzten Kanal um etwa 9 Decibel abgesenkt. Dazu sei bemerkt, daß die Absenkung des Rauschens im unbenutzten Kanal für kleine Störsignale auf 10 Decibel erhöht v/erden kann, wenn ein Schmalbandfilter 13 mit einem Q-Wert von 50 verwendet wird.

In Fig. 3 ist das am Ausgang des Filters 24 gemessene Übersprech« bzw. Nebensprech-Rauscher in Decibel in Abhängigkeit von der Amplitude des von der Quelle 14 erzeugten gesteuerten Rauschens für Störsignale mit kleinen Amplituden von 5 mV des effektiven Mittelwerts für drei unterschiedliche Frequenzen, nämlich für 200 Hz, 1 kHz und 3,2 kHz aufgetragen. Das oysttsmverhalten vrardb mit einem Schwingungsoszillator gemessen, der auf die Frequenz des Störsignals abgestimmt war.

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Die Meßv/erte zeigen, daß die größte Absenkung des Übersprech- bzw. Nebensprechgeräusches, nämlich mit einer Absenkung von 16 Decibel bei einer Amplitude im Amplitudenbereich von etwa 25 bis 75 mV des effektiven Mittelwerts auftritt, was 1/4-bis 3/4 der Größe des Test-Quantisierungspegels von 100 mV entspricht. Darüber hinaus ist der Bereich des effektiven Viertes der Amplitude des gesteuerten Rauschsignals im wesentlichen unabhängig von der Frequenz des Störsignals.

Die Verringerung des Quantisierungsfehlers, die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen durch Einführen des gesteuerten Rauschens erreicht wurde, wurde indirekt gemessen, indem das Ausgangssignal vom Nach-Sampling-Filter· 24 mit einem Schwingungsanalysator untersucht wurde, der auf verschiedene, unterschiedliche Frequenzen mit einem sinusförmigen Eingangssignal von 600 Hz bei Abwesenheit eines gesteuerten Rauschsignals eingestellt wurde und indem diese Meßergebnisse mit den Meßergebnissen verglichen wurden, die beim Vorhandensein eines gesteuerten Rauschsignals mit einer Amplitude von 25 Millivolt des effektiven Mittelwerts und einer Frequenz von 6 kHz erhalten wurden. Diese Untersuchung wurde für drei unterschiedliche Amplitudenwerte des 600 Hz-Eingangssignals, nämlich für 100 mV, 200 mV und 400 mV des Effektivwertes durchgeführt» Der Test wurde für ein Eingangssignal mit 700 Hz für dieselben drei Amplitudenbereiche wiederholt. In den Fig. 4 und 5 wurden die Untersuchungsergebnisse aufgelistet. Wie aus diesen Figuren zu entnehmen ist, wurde durch die Einführung des gesteuerten Rauschens die dritte harmonische Störung bis zu 12 Decibel verringert.

Die Übertragungssysteme für digitale Information, die gemäß der Erfindung in der zuvor beschriebenen Weise aufgebaut sind, weisen ein sehr viel besseres Verhalten als bekannte Systeme auf. Darüber hinaus werden das Rauschen im unbenutzten Kanal,durch Übersprechen und nebensprechen und Rauschen aufgrund von Quantisierungsfehlern wesentlich reduziert, ohne daß zusätzliche cchsltur^r'-j.i'irichtur. ~er·, ■'!'■.'. l*or-:c^5Ui". T:ⁿ.c i^r: ν^ν\'^Λ Iioj-.^j. '.. r: f:~.''~ ":.'. erforderlich sind. Darüber hinaus kann die Erfindung bei bereits

B η 9 R /. 7 / 1 η η /.

- 16 - ?.bbj\2\

bestehenden Übertragungssystemen für die digitale Information auch nachträglich ohne weiteres angewandt werden, indem einfach die Summierstufe 12, das Schmalbandfilter 13 und die Quelle 14 für das gesteuerte Rauschen mit dem Dateneingang eines bereits vorhandenen Moinentanwertspeichers zusätzlich verbunden werden. Es sei bemerkt, daß die Systeme nicht notwendigerweise einen Momentanwertspeicher erfordern, vielmehr kann der Ausgang der Summierstufe 12 auch direkt mit dem Dateneingang des AD~Umsetzers verbunden werden. Die Erfindung wurde gemäß einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem Übertragungssystem für digitale Information beschrieben. Sie kann jedoch auch bei anderen Signalverarbeitungssystemen, beispielsweise einem digitalen Videoaufzeichnungssystem vorteilhaft angewandt werden. Die Erfindung kann weiterhin bei Übertragungssystemen für digitale Information verwendet werden, die einen Dynamikpresser vor dem AD-Urasetzer und einen Dynamikdehner nach dem DA-Umsetzer aufweisen. Bei solchen Systemen kann die Erfindung sowohl das Rauschen im unbenutzten Kanal, als auch das Übersprech- bzw« Nebensprechrauschen wesentlich" verringern.

Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eingehend beschrieben. Es könne jedoch auch verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden, ohne daß dadurch der Erfindungngeaanke verlassen v/erden würde. Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit einem Übertragungssystem für digitale Information beschrieben wurde, das einen einzigen Momentanwertspeicher 15, einen AD-Umsetzer 16, eine Übertragungsleitimg 13 und einen DA-Umsetzer 22 aufweist, kann die Erfindung auch bei Systemen angewendet werden, bei denen mehrere aus diesen Bauteilen bestehende Gruppen vorhanden sind. Die Erfindung kann auch bei Systemen verwendet werden, die nach dem Duplexverfahren arbeiten. Die Erfindung ist also nicht auf das zuvor bsschrieben2 und in den Figuren dargestellte Ausführiaigsbnispiel befchrE-rJrb_t

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Claims

Patentansprüche

1. Übertragungssystem für digitale Information, das ein vorgegebenes Arbeitsfrequenzband aufweist, und mit einem mit einer Quelle analogerEingangssignale verbundenen Schalttmgsteil, das die analogen Eingangssignale mit einer vorgegebenen Tastfrequenz in entsprechende digitale Signale mit einer vorgegebenen Zahl von Quantisierungspegeln umsetzt, die jeweils eine vorgegebene Größe aufweisen, mit Übertragungseinrichtungen, die die Digitalsignale an eine Empfangstation übertragen, und mit einem Schaltungsteil in der Empfangsstation, das die digitale! Signale mit der Tastfrequenz in analoge Form umsetzt, gekennzeichnet durch eine Quelle (14), die ein gesteuertes Rauschsignal mit einem spektralen Frequenzinhalt erzeugt, der zu einer vorgegebenen, im v/es entlichen außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegenden Frequenz symmetrisch lieg-t^ und durch eine Schaltungsstufe (12), die das gesteuerte Rauschsignal mit den analogen Eingangssignalen kombiniert.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (14) für die Rauschsignale Schaltungsteile aufweist, die die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals auf einen Bereich von 1/4 bis 1/2 der Größe der Quantisierungspegel begrenzt«

3« Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (14) für die Rauschsignale eine Rauschsignalquelle land ein Filter (13) aufweist, wobei der Ausgang der Rauschsignalquelle mit dem Eingang des Filters (13) \^rerbunden ist, und das Filter (13) einen schmalbandigen Durchlaßbereich aufweist, der etwa symmetrisch zu der vorgegebenen Frequenz liegt.

1 b b 'J 1 2 1

4. Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (13) einen Q-Wert größer als 20 aufweist.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz oberhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegt.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz etwa (n + 1/2) mal der Tastfrequsnz ist, wobei η = 0, 1, 2,... ist.

7« Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsfrequenzband in einem Bereich von etwa 300 bis 3400 Hz liegt, wobei die vorgegebene Frequenz etwa 6000 Hz und die Tastfrequenz etwa 12000 Hz beträgt.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzstufe (12) eine Summierstufe aufweist, deren erster Eingang mit der Quelle (10) für die analogen Eingangssignale, deren zweiter Eingang mit der Quelle (14) für die Rauschsignale und deren Ausgang mit dem Eingang des Umsetzers (15) verbunden ist.

9. Verfahren zur Verringerung des Rauschens im unbenutzten Kanal, des Übersprech- bzw. Nebensprechrauschens und des Rauschens aufgrund von Quantisierungsfehlern in einem Übertragungssystem für digitale Information, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte :

(a) Erzeugen eines analogen Eingangssignals mit einem

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- 11) b J I 2 i

spektralen Frequenzinhalt, der innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegt;

(b) Erzeugen eines gesteuerten Rauschsignales, dessen spektraler Frequenzinhalt zu einer vorgegebenen, im wesentlichen außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegenden Frequenz symmetrisch liegtj

(c) Zusammensetzen des analogen Eingangssignals und des gesteuerten Rauschsignals zu einem zusammengesetzten Signal;

(d) Umsetzen des zusammengesetzten Signals in digitale Form mit einer Tastfrequenz, die v/esentl5.ch höher als die obere Grenze des vorgegebenen Frequenzbandes ist;

(e) nachfolgende Umsetzung der digitalen Signale in analoge Form; und

(f) Filtern des wiedergewonnenen Analogsignals, so daß praktisch alle Frequenzkomponenten, die außei^halb des vorgegebenen Arbeitsfrequenzbsndes liegen, unterdrückt werden.

10« Verfahren nach Anspruch S₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (a) zur Erzeugung eines analogen Eingangssignals einen Verfahrensschritt auf v/eist, bei dem das Eingangssignal gefiltert wird, so daß im wesentlichen alle B'requenzkompo.nenten, die außerhalb des vorgegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegen, unterdrückt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet;, daß ci-er·- Verfahrensschritt (b) zur Erzeugung der gesteuerten Rauschsignale einen Verfahrensschritt auf v/eist, bei dem ein Taktsignal erzeugt

ρ η q 9, ι, ■? / ι η r. /.

Ίb b3 11 ί

und das Taktsignal in einem Schmal "band filter gefiltert wird, so daß im veεentliehen alle Frequenzkomponenten, die von der vorgegebenen Frequenz abweichen, unterdrückt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

der Verfahrensschritt zur Filterung mit einem Bandpaßfilter durchgeführt wird, dessen Durchlaßbereich zur vorgegebenen Frequenz symmetrisch liegt, und dessen Q-Wert nicht kleiner als 20 ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt zum Zusammensetzen des analogen Eingangssignals und des gesteuerten Rauschsignals einen Verfahreneschritt aufweist, bei dem das analoge Ej.ngangssignal und das gesteuerte Rauschsignal algebra.isch summiert v/erden.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz oberhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegt.

15. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz im wesentlichen (n + 1/2) mal der T£istfrequenz ist, wobei η = 0, 1, 2,,.. ist.

16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dar· vorgegebene Arbeitcfrequenzband in einen Bereich von etwa 300 bis etv,^ra 3^z+00 Hz liegt, die vorgegebene Frequenz etwa 6000 Hz und die Tastfrequenz etwa 12000 Hz beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der

Verfahrens schritt (d) zum Umsetzen des zusamK-cr-jeGetzten Signa!;:

R Π 9 8 4 3 / 1 Π f' Λ

in digitale Form einen Verfahrensschritt aufweist, bei dem das zusammengesetzte Signal mit einer vorgegebenen Zahl von Quantisierungspegeln« welche jeweils eine vorgegebene Größe aufweisen, quantisiert wird, und daß der Verfahrensschritt (b) zur Erzeugung des gesteuerten Rauschsignals einen Verfahrensschritt aufweist, bei dem die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals auf einen Bereich von etwa 1/4 bis 1/2 der Größe der Quantisierungspegel begrenzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens schritt (f) zum Filtern des wiedergewonnenen Analogsignals mit einem Bandpaßfilter durchgeführt v/ird, dessen Durchlaßbereich das vorgegebene Arbeitsirequenzband umfaßt.

19. Übertragungssystem zur Übertragung von Information in digitaler Form von einer ersten Station zu einer zweiten Station r.iit verringerten Fehlern, die aufgrund von Rauschen im unbenutzten Kanal, aufgrund von Übersprech- bzw. Ncbensprechrauschen und aufgrund von Rauschen durch Quantisierungsfehler entstehen, gekennzeichnet durch eine Signaleingangsstufe, die mit einer Quelle (10) für die analogen Informationssignale in der ersten Station verbunden ist, wobei die analogen Informationseingangssignale einen spektralen Frequenzinhalt aufweisen, der innerhalb eines vorgegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegt; eine Quelle (14), die ein gesteuertes Rauschsignal erzeugt, welches einen spektralen Frequenzinhalt aufweist, der zu einer vorgegebenen, im wesentlichem ocsrhalb des ArV.'eit^Irs.cvu.jizbäi.d.on üi ^-^, on den Frtoy.-ir ζ symmetrisch liegt; eine Schaltungsstufe (12), die mit der Signaleingangsstufe und der Quelle (14) für das gesteuerte Rausch-

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signal verbunden ist und die analogen Informationssignale mit. dem gesteuerten Rauschsignal kombiniert und ein zusammengesetztes Signal erzeugt; ein Schaltungsteil (16), das das zusammengesetzte Signal mit einer vorgegebenen Tastfrequenz in eine entsprechende digitale Form durch Quantisierung des zusammengesetzten Signals mit einer vorgegebenen Zahl von Quantisieiungspegeln umsetzt, die jeweils eine vorgegebene Größe aufweisen; eine Übertragungseinrichtung (18), deren Eingang mit dem Ausgang des Umsetzers (16) verbunden ist, und die die digitale Signale an die zweite Station überträgt; ein in der zweiten Station vorgesehenes Schaltungsteil (22), das die Digitalsignale in eine entsprechende, analoge Form umsetzt; und ein Schaltungsteil (24) das die wiedergewonnenen analogen Signale filtert und im wesentlichen alle Frequenzkomponenten, die außerhalb des vorgegebenen Arbeitsfrequenzbandes liegen, unterdrückt.

20. Übertragungssystem nach Anspruch 19_} dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (16) einen Analog-Digital-Umsetzer mit einem Eingang für das zusammengesetzte Signal und mit einem Takteingang und der Umsetzer (22) zur Wiedergewinnung des analogen Signals einen Digital-Analog-Umsetzer mit einem an den Ausgang der Übertragungsleitung (18) angeschlossenen Eingang und einen Takteingang aufweist, und daß ein Schaltungsteil (20) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit den Takteingängen des Analog-Digital-Umsetzers und des Digital-Analog-Umsetzers verbunden ist und der ein Taktsignal für den Analog-Digital-Umsetzer und für den Digital-Analog-Umsetzer erzeugt, v/obei das Taktsignal eine Frequenz auf v/eist, die

6098 A3/ ΊΟ (H

2 b b J 1 2 1

wesentlich größer als die obere Grenze des vorgegebenen Frequenzbandes ist.

21. Übertragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das die gesteuerten Rauschsignale erzeugende Schaltungsteil (14) Schaltungseinrichtungen aufweist, die die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals auf einen Bereich von etwa 1/4 bis 1/2 der Größe der Quantisierungspegel begrenzt.

22. Übertragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzstufe (12) eine Summierstufe aufweist, deren erster Eingang mit der Quelle (10) für die analogen Eingangssignale, deren zweiter Eingang mit der Quelle (14) für die Rauschsignale und deren Ausgang mit dem Eingang des Umsetzers (15) verbunden ist.

23. Übertragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (16) einen Momentanv/ert spei eher (15) enthält, dessen einer Eingang mit der Signalzusacmensetzstufe (12) verbunden ist.

24. Übertragungssystem nach .Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz oberhalb dos Arbeitsfrequenzbander_; liegt.

25. Übertragungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz im wesentlichen (n + 1/2) mal der r-i_r. ,-. i- -C-,,- ..-.--i-.-n'T' i cH- r-v>o-i ■- — ': ' V ·?<---

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26. Übertragungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Arbeitsfrequenzband in einem Bereich von etwa 300 bis etwa 3400 Hz liegt, die vorgegebene Frequenz etwa 6OOO Hz und die Tastfrequenz etwa 12000 Hz beträgt.

27. System zum Umsetzen analoger Signale in entsprechende digitale Signale zur nachfolgenden Signalverarbeitung, gekennzeichnet durch eine Signaleingangsstufe, die mit einer Quelle (1O) für die analogen Informationssignale verbunden ist, die einen spektralen Frequenzinhalt aufweisen, der innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes liegt; ein Schaltungsteil (14), der ein gesteuertes Rauschsignal mit einem spektralen Frequenzbereich erzeugt, der zu einer vorgegebenen im wesentlichen außerhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegenden Frequenz symmetrisch liegt; eine Schaltungsstufe (12), die mit der Signalcingangsstufc und mit dem das Rauschsignal erzeugendenScbaltungsteil (14) verbunden ist und die analogen Informationssignale mit dein gesteuerten Rauschsignal■zusammensetzt und ein zusammengesetztes Signal erzeugt; und ein mit der Signalsusan-mensetzstufe (12) in Verbindung stehendes Schaltungsteil (16), das das zusammengesetzte Signal mit einer vorgegebenen Tastfrequenz in eine entsprechende digitale Form durch Quantisierung des zusammengesetzten Signals mit einer vorgegebenen Zahl von Quantisierung·?·- pegeln umsetzt, die jeweils eine vorgegebene Größe aufv/eisen, wobei der Umsetzer (16) eine Sigrialaus gange stufe aufweist, um dio ^ nt σ ''''"cc'"■£>»! ^rvv di-'"i'¹"^'' -■ ■ *· "^v ~~· ·" "^Λ0'*ΐ''■*"■■ L^i:-"·-" *-"■■·

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28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (16) einen Analog-Digital-Umsetzer mit einem Eingang für das zusammengesetzte Signal und mit einem Takteingang und ein Schaltungsteil (20) aufweist, dessen Ausgang mit dem Takteingang des Analog-Digital-Umsetzers verbunden ist, und der ein Taktsignal für den Analog-Digital-Umsetzer bereitstellt, v/obei das Taktsignal eine Frequenz aufweist, die wesentlich größer als die obere Grenze des vorgegebenen Frequenzbandes ist.

29. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das die gesteuerten Rauschsignale erzeugende Schaltungsteil (14) Schaltungseinrichtungen aufweist, die die Amplitude des gesteuerten Rauschsignals auf einen Bereich von etwa 1/4 bis 1/2 der Größe der Quantisierungspegel begrenzt.

30. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalzusammensetzstufe (12) eine Summierstufe aufweist, deren erster Eingang mit der Eingangsstufe, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des die Rauschsignale erzeugenden Schaltungsteils (14) und dessen Ausgang mit dem Eingang des Umsetzers (16) verbunden ist.

31. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (16) einen Momentanwortspeicher (15) enthält, dessen einer Eingang mit der Signalüus&nmenstitzs-uife (12) verbunden ibx,.

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32. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz oberhalb des Arbeitsfrequenzbandes liegt.

33. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz im wesentlichen (n + 1/2) mal der Tastfrequenz ist, wobei η = 0, 1, 2,... ist.

34. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Arbeitsfrequenzband in einem Bereich von etwa 300 bis 34-00 Hz liegt, die vorgegebene Frequenz etwa 6OOO Hz und die Tastfrequenz etwa 12000 Hz beträgt.

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