DE821227C

DE821227C - Receiver for frequency-modulated characters

Info

Publication number: DE821227C
Application number: DEP44799A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wiegand
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1949-06-03
Filing date: 1949-06-03
Publication date: 1951-11-15

Description

Empfänger für frequenzmodulierte Zeichen Bei der tonfrequenten Signalübertragung für Fernsprechleitungen, z. B. bei der tonfrequenten Übertragung von Ruf- und Wahlzeichen, liegt häufig die Aufgabe vor, die zum Empfang dieser Signale benutzten Empfänger so auszubilden, daß sie auf Sprachspannungen nicht ansprechen. Dies ist erforderlich, weil es aus Gründen der Wahltechnik zweckmäßig ist, die Empfänger dauernd an die Fernsprechleitungen angeschaltet zu lassen. Es ist bekannt, im Empfänger besondere Sprachsperren vorzusehen, z. B. wird die zur Signalübertragung verwendete Frequenz im Empfänger von den nicht zur Signalübertragung verwendeten getrennt. Es können dann alle Sprachfrequenzen, die nicht mit der Signalfrequenz übereinstimmen, zu einer zusätzlichen Blockierung des Empfängers verwendet werden, wenn einmal in den Sprachschwingungen die Signalfrequenz auftritt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß in der Sprache vorübergehend einzelne Frequenzen eine so große Amplitude bekommen können, daß diese größer ist als die aller anderen Frequenzen zusammengenommen. Bekannte Vorschläge sehen daher auch vor, einige Signalfrequenzen zugleich zu verwenden. Abgesehen davon, daß auch diese keine völlige Sprachsicherheit des Empfängers gewährleistet, wird der Aufwand für die Empfänger sehr groß, da jede Signalfrequenz für sich empfangen werden muß.Receiver for frequency-modulated characters For audio-frequency signal transmission for telephone lines, e.g. B. in the audio-frequency transmission of call and dialing signals, Often the task at hand is the receiver used to receive these signals trained so that they do not respond to language tensions. This is necessary because, for reasons of voting technology, it is advisable to send recipients to the To leave telephone lines switched on. It is known to be special in the recipient Provide voice locks, e.g. B. is the frequency used for signal transmission separated in the receiver from those not used for signal transmission. It can then all speech frequencies that do not match the signal frequency an additional blocking of the receiver can be used once in the Speech vibrations the signal frequency occurs. However, it has been shown that In speech, individual frequencies temporarily acquire such a large amplitude can that this is greater than that of all other frequencies combined. Known proposals therefore also provide for some signal frequencies to be used at the same time. Apart from the fact that this also does not guarantee complete speech security for the recipient, the effort for the receiver is very high, since each signal frequency is received separately must become.

Man hat auch die Verwendung von Frequenzmodulation vorgeschlagen. Hierbei wird die Signalfrequenz um einen etwa in der Mitte des verwendeten Übertragungsbereiches liegenden Wert periodisch, z. B. sinusförmig, geändert und in üblicher Weise, z. B. an der Flanke eines Schwingkreises, demoduliert. Hierzu ist hinter den Schwingkreis ein Gleichrichter geschaltet, der die entstandene Schwingung, die mit der Modulationsfrequenz der Frequenzmodulation amplitudenmoduliert ist, gleichrichtet. Durch einen dahinter befindliches Filter, z. B. einen Schwingkreis, wird die ursprüngliche Modulationsfrequenz ausgesiebt und betätigt nach weiterer Gleichrichtung das eigentliche Empfangsrelais. Der Vorteil einer' solchen Schaltung kann nicht groß sein, da sie auf amplitudenmodulierte Signale ebenfalls anspricht, d. h. gegenüber der in der Sprache vorhandenen Amplitudenmodulation empfindlich ist.The use of frequency modulation has also been suggested. Here, the signal frequency is roughly in the middle of the transmission range used lying value periodically, e.g. B. sinusoidal, changed and in the usual way, for. B. on the flank of an oscillating circuit, demodulated. This is behind the resonant circuit is connected to a rectifier, the resulting oscillation, the is amplitude modulated with the modulation frequency of the frequency modulation, rectifies. Through a filter located behind it, e.g. B. an oscillating circuit, is the original The modulation frequency is filtered out and, after further rectification, actuates the actual one Receiving relay. The advantage of such a circuit cannot be great since it also responsive to amplitude modulated signals; d. H. compared to that in the Speech is sensitive to amplitude modulation present.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Mängel zu beheben. Der Erfindungsgedanke besteht im wesentlichen darin, Frequenzmodulation in Verbindung mit einem Demodulator zu verwenden, der gegenüber amplitudenmodulierten Signalen wesentlich unempfindlicher ist.The purpose of the present invention is to remedy these shortcomings. The idea of the invention consists essentially in frequency modulation in conjunction to use with a demodulator that is opposite to amplitude-modulated signals is much less sensitive.

Gemäß der Erfindung werden die Eingangsspannung einmal direkt und einmal über ein Verzögerungsnetzwerk o. dgl. verzögert an verschiedene Klemmpaare eines Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulators, insbesondere eines Ringmodulators, geführt und die im Modulatorausgang auftretenden Seitenbänder oder eines der beiden Seitenbänder unmittelbar oder über weitere Elemente zur Betätigung des Empfangsrelais benutzt.According to the invention, the input voltage is once direct and once delayed via a delay network or the like to different pairs of terminals a push-pull or double push-pull modulator, in particular a ring modulator, out and the sidebands occurring in the modulator output or one of the two Sidebands directly or via other elements for actuating the receiving relay used.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in den Fig. i bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.Further details of the invention are based on the in Figs. i to 5 illustrated embodiments explained.

Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung aufgebauten Empfängers zeigt Fig. i. Die an den Empfängereingang i angelegte Signalspannung gelangt zum Laufzeitnetzwerk 2 und zum Modulator 3. Das Laufzeitwerk kann auch vor dem Modulator anstatt in dem Abzweig liegen. Somit sind die an seinen beiden Eingangsklemmen liegenden Eingangsspannungen 7 und 8 zeitlich gegeneinander verschoben. Dies ist in Fig. 2 dargestellt. Zur Zeit 9 hat die Eingangsspannung 7 beispielsweise die Frequenz 2ooo Hz, zur Zeit io: 250o Hz, zur Zeit i i : wieder 2ooo Hz, zur Zeit 12 i 5ooHz usw. Die Zeitdauer zwischen 9 und 13 beträgt z. B. 5 m/s, d. h. die Modulationsfrequenz der frequenzmodulierten Spannung Zoo Hz. Die Eingangsspannung 8 ist gegenüber 7 zeitlich etwas verzögert, z. B. um i m/s, d. h. an den beiden Modulatoreingängen liegen zwei Wechselspannungen, deren Frequenzen fast dauernd um einen konstanten kleinen Wert, z. B. ioo Hz, voneinander abweichen. Diese Frequenzdifferenz tritt als unteres Seitenband hinter dem Modulator auf. Sie wird durch das auf sie abgestimmte Filter 4 herausgesiebt, in 5 gleichgerichtet und betätigt das Empfangsrelais 6. Eine solche Demodulationsschaltung ist gegenüber amplitudenmodulierten Signalen wesentlich unempfindlicher als gegenüber frequenzmodulierten. So würde sich, z. B. wenn an den Eingang (i in Fig. i) eine mit ioo Hz amplitudenmodulierte Frequenz von z. B. 2ooo Hz gelegt wird, die Ausgangsleistung des Modulators auf wesentlich mehr Modulationsprodukte verteilen, als wenn an seinen beiden Eingangsklemmen Spannungen von z. B. 2ooo und igoo Hz liegen, d. h. die Modulationsprodukte mit ioo Hz würden im Fall der Amplitudenmodulation eine wesentlich geringere Amplitude haben.An embodiment of a receiver constructed according to the invention Fig. i shows. The signal voltage applied to the receiver input i reaches the Runtime network 2 and to the modulator 3. The runtime network can also be in front of the modulator instead of lying in the branch. Thus, the ones connected to its two input terminals are Input voltages 7 and 8 shifted against each other in time. This is in Fig. 2 shown. At time 9 the input voltage 7 has the frequency 2ooo, for example Hz, at time io: 250o Hz, at time i i: again 2ooo Hz, at time 12 i 5ooHz etc. The time between 9 and 13 is z. B. 5 m / s, d. H. the modulation frequency the frequency-modulated voltage Zoo Hz. The input voltage is 8 compared to 7 somewhat delayed, e.g. B. by i m / s, d. H. at the two modulator inputs there are two alternating voltages, the frequencies of which are almost constantly around a constant small value, e.g. B. 100 Hz, differ from each other. This frequency difference occurs as the lower sideband behind the modulator. It is attuned to it through what is tailored to it Filter 4 sifted out, rectified in 5 and actuated the receiving relay 6. Such a demodulation circuit is opposite to amplitude-modulated signals much less sensitive than to frequency-modulated ones. So, z. B. if at the input (i in Fig. I) an amplitude-modulated frequency with 100 Hz from Z. B. 2ooo Hz, the output power of the modulator is significantly distribute more modulation products than if voltages were applied to its two input terminals from Z. B. 2ooo and igoo Hz are, d. H. the modulation products would be 100 Hz in the case of amplitude modulation, have a significantly lower amplitude.

Noch günstiger wird die Anordnung, wenn man zusätzlich die im oberen Seitenband, das hinter dem Modulator 3 auftritt, enthaltene Leistung ausnutzt, z. B. indem man es in üblicher Weise an einer Schwingkreisflanke demoduliert. Dies ist in Fig. 3 dargestellt, in der i bis 6 die gleichen Bauteile wie in Fig. i sind. Der zusätzliche demodulierende Schwingkreis ist 15, in 16 wird zum erstenmal gleichgerichtet, 17 ist ein auf die ursprüngliche Modulationsfrequenz, im vorliegenden Fall 200 Hz, abgestimmter Resonanzkreis mit dahinterliegendem Gleichrichter 21, - 18 ist ein zweites Empfangsrelais, dessen Kontakt mit dem des ersten in Reihe geschaltet ist (es kann auch durch eine auf dem ersten Relais befindliche zusätzliche Wicklung ersetzt werden) und 14 ein Hochpaß, der ab 3000 Hz durchläßt.The arrangement is even more favorable if one also uses the power contained in the upper sideband that occurs after the modulator 3, e.g. B. by demodulating it in the usual way on a resonant circuit edge. This is shown in FIG. 3, in which i to 6 are the same components as in FIG. The additional demodulating resonant circuit is 15, in 16 it is rectified for the first time, 17 is a resonance circuit tuned to the original modulation frequency, in the present case 200 Hz, with a rectifier 21 behind it, 18 is a second receiving relay, whose contact is with that of the first in series is switched (it can also be replaced by an additional winding located on the first relay) and 14 a high-pass filter that lets through from 3000 Hz.

Mit der Anordnung nach Fig. i bzw. 3 kann eine sehr wirksame Sprachsperre, . d. h. Sperrung des Signalempfangskanals durch die während der Sprachübertragung auftretenden Spannungen, verbunden werden. Sie ist in Fig. 3 unten gezeichnet. Das Bandfilter i9, das hinter dem Modulator 3 angeschlossen wird, läßt zwischen 200 und 3ooo Hz durch, so daß der größte Teil der Sprachleistung nach Gleichrichtung in 20 zur Sperrung des Empfangsrelais ausgenutzt und eine entsprechend große Sicherheit gegen Störungen durch die Sprechfrequenzen erreicht wird.With the arrangement according to Fig. I or 3, a very effective speech barrier, . d. H. Blocking of the signal reception channel by the during voice transmission occurring voltages. It is drawn in Fig. 3 below. That Band filter i9, which is connected after the modulator 3, allows between 200 and 3ooo Hz through, so that most of the speech output after rectification exploited in 20 to block the receiving relay and a correspondingly high level of security against interference from the speech frequencies is achieved.

Die Erfindung sieht weiter vor, die zeitliche Verzögerung gerade gleich der halben Periodenlänge der ursprünglichen modulierenden Frequenz, also im vorliegenden Beispiel gleich 2,5 m/s, zu machen. In diesem Fall, der in Fig. 4 dargestellt ist, wird das obere Seitenband konstant gleich 4ooo Hz, während das untere zwischen o und iooo Hz schwankt. Die entsprechende Schaltung, die einen besonders geringen Aufwand hat und mit einer Röhre herstellbar sein dürfte, ist in Fig. 5 gezeichnet. Das Filter 24, z. B. ein Resonanzkreis, ist auf 4ooo Hz abgestimmt. Die hinter dem Modulator entstehende Wechselspannung von 4oooHz wird von ihm durchgelassen, im Gleichrichter 27 gleichgerichtet und betätigt das Empfangsrelais 6. Der am Eingang der Schaltung liegende Sperrkreis 23 ist auf 2ooo Hz abgestimmt und sperrt diese Frequenz vom Modulatoreingang ab. Auf diese Weise wird verhindert, daß, wenn sie in der Sprache enthalten ist, das Empfangsrelais fälschlich anspricht. Für die Signalfrequenz wirkt sich das Vorhandensein dieses Filters in kurzen unwesentlichen Unterbrechungen der 4-kHz-Wechselspannung in den Punkten 25, 26 usw. (vgl. Fig. 4) aus. Auch hier ist die Zufügung einer Sprachsperre möglich, die hinter dem Modulator 3 abzuzweigen ist und im vorliegenden Beispiel den Frequenzbereich 1000 bis 4ooo Hz umfassen kann. Naturgemäß können alle beschriebenen Schaltungsanordnungen auch zugleich benutzt werden, sowie andere Modulationsfrequenzen, Kennlinien, z. B. Sägezahn, und Bereiche gewählt werden.The invention also provides for the time delay to be exactly the same half the period length of the original modulating frequency, i.e. in the present one Example equal to 2.5 m / s. In this case, which is shown in Fig. 4, the upper sideband is constantly equal to 4ooo Hz, while the lower between o and iooo Hz fluctuates. The corresponding circuit, which is a particularly low Has effort and should be able to be produced with a tube is shown in FIG. 5. The filter 24, e.g. B. a resonance circuit is tuned to 4ooo Hz. The one behind the The alternating voltage of 4oooHz produced by the modulator is allowed to pass through it, in the Rectifier 27 rectifies and actuates the receiving relay 6. The one at the input The blocking circuit 23 lying in the circuit is tuned to 2ooo Hz and blocks it Frequency from the modulator input. This prevents if they is contained in the language, the receiving relay responds incorrectly. For the signal frequency the presence of this filter affects brief insignificant interruptions the 4 kHz alternating voltage at points 25, 26 etc. (see FIG. 4). Here too it is possible to add a voice block, which can be branched off behind the modulator 3 and in the present example can include the frequency range 1000 to 4000 Hz. Naturally, all of the circuit arrangements described can also be used at the same time will, as well as other modulation frequencies, characteristics, e.g. B. sawtooth, and areas selected will.

Die hinter dem Modulator gewonnene ursprüngliche Modulationsfrequenz, z. B. hinter dem Filter 17 in Fig.3, kann auch zur Steuerung einer veränderbaren Induktivität oder Kapazität (Impedanzröhre) und damit eines veränderbaren Sperrkreises dienen. Dieser liegt am Empfängereingang und wird auf diese Weise auf die gerade vorhandene Frequenz der Eingangsspannung abgestimmt. Man kann dann grundsätzlich auch vor dem Modulator Sprachsperrungen anbringen, die den ganzen Übertragungsbereich umfassen, da ja die gerade vorhandene Signalfrequenz durch den sich selbsttätig einstellenden Sperrkreis von der Sprachsperre ferngehalten wird.The original modulation frequency obtained after the modulator, e.g. B. behind the filter 17 in Figure 3, can also be used to control a variable inductance or capacitance (impedance tube) and thus a variable blocking circuit. This is at the receiver input and is matched in this way to the frequency of the input voltage that is currently available. In principle, voice barriers can then also be installed in front of the modulator, which encompass the entire transmission range, since the signal frequency that is currently present is kept away from the voice barrier by the automatically adjusting barrier circuit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Receivers for frequency-modulated characters, in particular Call or election sign, characterized in that the input voltage is once direct and once delayed via a delay network or the like to different pairs of terminals a push-pull or double push-pull modulator, in particular a ring modulator, is performed, and that the sidebands occurring in the modulator output or one of the two sidebands can be used to operate the receive relay. z. recipient according to claim i, characterized in that the lower sideband is rectified and the upper sideband is fed to a frequency demodulator and then rectified is, and that of the two separate relays, the contacts of which are in series, or a relay with separate windings. 3. Receiver according to claim a, characterized in that the original obtained after the frequency demodulator Modulation frequency for controlling a variable arranged in the receiver input Trap circuit is used. , 4. Receiver according to claim i, characterized in that that the time delay is approximately equal to half the period length of the original Modulation frequency is. 5. Receiver according to claim 4, characterized in that the upper sideband of constant frequency is used to operate the receive relay and a bandstop filter for half the sideband frequency is arranged in the receiver input is. 6. Receiver according to one of the preceding claims, characterized in that that the other frequencies to block the receiving channel for the frequency-modulated Characters can be used by other characters, especially language vibrations.