DE838766C - Verfahren und Anordnung zur Umwandlung von Impulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlüsselungssystem, welches ursprünglich amplitudenmodulierte Impulse in Schlüsselimpulsgruppen umwandelt. Es sind Verschlüsselungsanordnungen zur Anwendung l>ei ursprünglichen amplitudenmodulierten Impulsen l>ekannt, bei welchen das zu verschlüsselnde Signal oder ein subtraktiver Rest dieses Signals in jedem Schlüsseltakt mit einem Bezugssignal verglichen wird und je nachdem, ob die Amplitude des zu verschlüsselnden Signals oder des subtraktiven Restes größer oder kleiner ist als die Amplitude des Bezugssignals, der entsprechende Schlüsselimpuls erzeugt wird oder nicht, wobei im ersten Fall das Bezugssignal von dem zu verschlüsselnden Signal oder seinem Rest abgezogen wird.

Bei diesen Verschlüsselungsanordnungen ist die Amplitude des Bezugssignals veränderlich und ändert sich von einem Schlüsseltakt zum folgenden nach den Potenzen von zwei. Kurz gesagt, vergleicht man bei diesen Verschlüsselungsanordnungen die Amplitude A des zu verschlüsselnden Signals mit der Amplitude R eines Bezugssignals. Wenn A größer ist als R, wird ein Schlüsselimpuls erzeugt, der dem ersten Takt der Schlüssel impulsgruppe entspricht; danach bildet man (A-R) und vergleicht diesen Wert mit dem neuen Bezugssignal R/2. Wenn A kleiner ist als R, wird kein Schlüsselimpuls erzeugt und der erste Takt der Schlüsselimpulsgruppe ist ein Leertakt; dann vergleicht man A, ohne wie im vorhergehenden Falle R abzuziehen, mit dem neuen Bezugssignal R/2 usf. Nach einem Merkmal der durch die Erfindung geschaffenen Verschlüsselungsanordnung ist die Amplitude des Bezugssignals für alle Schlüsseltakte konstant und der zu verschlüsselnde ampli-

tudenmodulierte Impuls oder sein subtnaktiver Rest wird in jedem Takt im Verhältnis ι : 2 verstärkt. Im ersten Schlüsseltakt wird gemäß der Erfindung die Amplitude A des zu verschlüsselnden Impulses mit der Amplitude R eines Bezugssignals verglichen. Wenn A größer ist als R, wird ein Schlüsselimpuls erzeugt; der dem ersten Takt der SchlüsseUmpulsgruppe entspricht, worauf die Subtraktion (A-R) und die Multiplikation 2 (A-R) ίο ausgeführt wird. Diese letztere Amplitude wird im zweiten Schlüsseltakt mit demselben Bezugssignal mit der Amplitude 7? verglichen. Wenn A kleiner ist als R, wird kein Schlüsselimpuls erzeugt, und der erste Takt der Schlüsselimpulsgruppe ist ein Leertakt, danach wird die Multiplikation 2 A ausgeführt. Diese letztere Amplitude wird im zweiten Schlüsseltakt mit dem gleichen Bezugssignal mit der Amplitude R verglichen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Verschlüsselungsanordnung eine elektrische Kette, die aus einer zweistufigen Vergleichseinrichtung mit Elektronenröhren besteht: die erste Stufe, der sog. Subtraktionsschwellenunterbrecher läßt das ursprüngliche Signal (A) oder nach Veränderung durch Subtraktion und Multiplikation 2 (A-R) durch, wenn es größer ist als der Schwellwert (R) und liefert in diesem Falle ein Signal, dessen Amplitude gleich ist der Differenz zwischen dem zugeführten Signal und dem Schwellwert [(A-R) oder 2 (A-R)-R . . .] und gleichzeitig einen Schlüsselimpuls. Wenn die erste Stufe arbeitet, wird gleichzeitig die zweite Stufe verriegelt.

Die zweite Stufe, welche einen Nebenschluß zu der ersten bildet und im folgenden deshalb als

Nebenschlußstufe bezeichnet wird, läßt das ursprüngliche Signal (A) oder nach Veränderung durch Subtraktion und Multiplikation 2 (A-R) . .. durch, wenn es kleiner ist als der Schwellwert (R) der vorhergehenden Stufe, ohne seine Amplitude zu verändern.

Ferner umfaßt die Anordnung eine Verzögerungsleitung, welche das gegebenenfalls durch Subtraktion veränderte Signal um ein Intervall verzögert, das dem Abstand der Schlüsseltakte gleich ist, und eine Stufe zur Verdoppelung der Amplitude des gegebenenfalls veränderten Signals, welches an den Eingang des Vergleichsgerätes zurückgeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Verschlüsselungsanordnung eine Verzögerungsleitung, welche den modulierten Eingangsimpuls um ein Zeitintervall verzögert, welches gleich ist der Sendedauer eines vollständigen Schlüsselsignals vermehrt um ein elementares Intervall, und einen Verstärker, der dieses verzögerte Signal bis auf einen solchen Wert verstärkt, daß er in Kombination mit dem an dem Eingang des Verdopplers zugeführten Signal ein negatives Signal zur Verriegelung der Stufen der elektronisehen Vergleichseinrichtung ergibt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines allgemeinen Schemas und an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Abb. ι zeigt das Schaltungsschema der Verschlusselungsanordnung gemäß der Erfindung;

Abb. 2 zeigt ein Ausführungsl>eispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung;

Abb. 3 zeigt die Form der verschiedenen Impulse in gewissen Punkten, die in den Schaltbildern nach Abb. ι und 2 angegeben sind.

Abb. ι zeigt das allgemeine Schaltschema der Verschlüsselungsanordnung. Die Bezugszeichen sind hier die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2. Die amplitudenmodulierten Impulse werden, gegebenenfalls nach Umkehrung und Ver-Stärkung durch nicht dargestellte Stufen, parallel dem Eingang eines Unterbrechers mit Schwellwert 5 und einer Nebenschlußstufe 8 zugeführt, die beide den Verstärkungsgrad 1 haben. Der Schwellwerk ist konstant und gleich der Hälfte des hochsten Wertes der Amplitude, welchen der modulierte Impuls annehmen kann. Wenn der Wert des modulierten Impulses größer ist als der Schwellwert der Stufe 5, liefert diese einerseits nach 10 einen Schlüsselimpuls, andererseits nach 8 einen Verriegelungsimpuls und schließlich an die Verzögerungsleitung 11 einen Impuls, dessen Amplitude gleich ist derjenigen des ankommenden Impulses, vermindert um den Schwellwert. Wenn die Größe des modulierten Impulses kleiner ist als der Schwellwert der Stufe 5, bleibt diese verriegelt und die Stufe 8, die keinen Verriegelungsimpuls mehr erhält, liefert an die Verzögerungsleitung 11 einen Impuls, dessen Amplitude derjenigen des ankommenden Impulses gleich ist. Der aus der Verzögerungsleitung 11 austretende Impuls wird, verzögert um das elementare Intervall zwischen zwei Schlüsselimpulsen, der Verdopplungsstufe 12 zugeführt, die seine Amplitude verdoppelt. Der aus

12 austretende Impuls wird dem Eingang der Vergleichseinrichtung 5, 8 als Sohlüsselimpuls so oft wieder zugeführt, als Takte in dem gewählten Schlüssel vorhanden sind.

Die Verzögerungsleitung 14 und der Verstärker

13 wirken mit, um die Tätigkeit der Verschlüsselungsanordnung auf die Anzahl der erforderlichen Operationen, d. h. auf die Anzahl der Schlüsseltakte, zu beschränken. Der ursprüngliche modulierte Impuls wird in der Leitung 14 um eine Zeit verzögert, die das w-fache des elementaren Inter- m valls, welches zwei Schlüssel impulse trennt, beträgt, wobei η die Anzahl der Schlüsseltakte ist. Ferner wird der Impuls in 13 in der Weise verstärkt, daß der aus 13 austretende Impuls, in Kombination mit dem in den Verdoppler 12 eintretenden Impuls, am Ausgang dieses Verdopplers einen negativen Impuls zur Sperrung der Vergleichseinrichtung ergibt. Diese ist dann für den Empfang eines neuen modulierten ursprünglichen Impulses bereit.

Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Ver- iao Schlüsselungsanordnung nach dem allgemeinen Schema der Abb. 1. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 2 wird an Hand der Impulsdiagramme der Abb. 3 erläutert, welche für verschiedene Punkte der elektrischen Kette die Form iss und die relative Lage der Impulse zeigen. Die Im-

pulse sind nach Linien ausgerichtet, deren Bezugszeichen den Punkt der elektrischen Kette der Abb. 2 wiedergibt, wo sie erzeugt werden. Dieselben Bezugszeichen sind in Abb. ι angegeben. Eine erste Röhre ι empfängt an ihrem Gitter über die Eingangsklemme 2 negative Impulse 3, die in der Amplitude moduliert sind, und in ihrem Anodenkreis treten daher positive Impulse auf, wie sie bei 4 dargestellt sind. Die Impulse 4 werden einerseits den Gittern zweier Röhren 35 und 36, die durch die Batterie 7 negativ vorgespannt sind, und andererseits einem ersten Gitter einer Röhre 8 zugeführt, das durch die Batterie 9 negativ vorgespannt ist. Der Anodenkreis der Röhre 35 ist einerseits mit einer Ausgangsklemme 10 und andererseits mit einem -zweiten Gitter der Röhre 8 verbunden.

Die Anoden der Röhren 36 und 8 sind parallel verbunden und ihr Kreis endigt am Eingang einer Verzögerungsleitung 11, deren Ausgang zu dem Gitter einer Röhre 32 geführt ist. Dieses Gitter ist auch mit dem Anodenkreis einer Röhre 33 verbunden, deren Gitter von dem Impuls 3 nach Verzögerung in der Leitung 14 gespeist wird. Die Anode der Röhre 32 ist mit der Anode der Röhre 1 verbunden.

Die Höhe /1 des Signals 4 kann zwischen Null und einem Höchstwert A schwanken,, der z. B. dem I28fachen Quantiftkationselementarwert (zvveistelliger Schlüssel mit sieben Takten) entspricht.

Es sei hier ein Wert von // angenommen, der etwas größer ist als A/2. Die Vorspannung 7 der Röhren 35 und 36 wird so geregelt, daß genau für einen den Gittern zugeführten Wert von A/2 eine Leitfähigkeitsschwelle dieser Röhren hergestellt wird, so daß in dem vorgesehenen Falle das Signal 4 in diesen l>eiden Röhren einen Anodenstrom als Funktion des Wertes h~A/2 erzeugt.

Unter der Annahme, daß die Verstärkung der Röhre 36 eins l>eträgt, wird dann in ihrem Anodenkreis ein negatives Signal 15 mit der Höhe I1-A/2 erscheinen. Dieses Signal 15 geht durch die Verzögerungsleitung 11, l>evor es das Gitter der Röhre 32 erreicht. Die Laufzeit der Leitung 11 ist mit Θ angenommen, ein Wert, der dem Zeitabstand zwischen zwei Schlüsseltakten entspricht. Das so diesem Gitter zugeführte Signal ist bei 16 (Abb. 3) dargestellt.

Die Röhre 35, die gleichzeitig mit der Röhre 36 arbeitet, erzeugt einen negativen Impuls 17, der nach richtiger Anpassung und Beschneidung durch ' nicht dargestellte, an die Klemme 10 angeschlossene Kreise, ein Schlüsselimpuls wird. Im übrigen wird der Impuls 17 dem zweiten Gitter der Röhre 8 zugeführt, während das erste Gitter dieser Röhre den Impuls 4 empfängt. Die Röhre 8 bleibt daher trot·* des Signals 4 verriegelt, und nur der Impuls 15, der aus der Röhre 36 austritt, erreicht die Leitung 11 und nach einer Verzögerung Θ das Gitter der Röhre 32 mit der vorher I>erechneten Höhe I1-A/2. Wie später dargelegt wird, tritt die Röhre 33 noch nicht in Tätigkeit und kann vorläufig übergangen werden.

Die Verstärkung der Röhre 32 wird so geregelt, daß das ankommende Signal zweifach verstärkt wird. Am Ende der Zeit Θ nach dem Signal 4 mit dem Wert // tritt daher ein Signal 18 mit dem Wert 2 h-A auf, das den Gittern der Röhren 35, 36 und 8 zugeführt wird.

Es sei jetzt angenommen, daß der Wert 2 h-A des Signals 18 kleiner ist als der Schwellwert A/2 und daß aus diesem Grunde der Anodenstrom der Röhren 35 und 36 Null bleibt, ferner der dem Impuls 17 des vorhergehenden Falles entsprechende Impuls ausbleibt, ebenso wie der entsprechende Schlüsselimpuls und nichts geschieht, um die Röhre 8 zu verriegeln. Diese Röhre, deren Vorspannung 9 das Auftreten des Anodenstromes mit der Grundlinie des Impulses 18 (vorhergehend 4) zusammenfallen läßt, wird im übrigen so eingestellt, daß an die Leitung 11 der Impuls 18 unter Erhaltung seines Wertes 2 h-A und lediglich mit umgekehrter Polarität übertragen wird, die negativ wird (i8°). Der Impuls, der so dem Gitter der Röhre 32 in dem Augenblick 2 θ zugeführt wird, ist bei 19 in Abb. 3 dargestellt und ergibt nach Verstärkung und Umkehrung durch die Röhre 32, das Signal 20 mit dem Wert 4 h-2 A, das an die Gitter der Röhren 35, 36 und 8 zurückgeführt wird.

Je nachdem, ob der Wert dieses Signals größer oder kleiner als die Schwelle A/2 der Röhren 35 und 36 ist, hat man es mit dem ersten betrachteten Fall (Signal 4) oder mit dem zweiten Fall (Signal 18) zu tun.

Jedesmal erhält man einen Schlüsselimpuis (oder nicht), ausgehend von einem Signal 17, das bei 10 (AbI). 2) auftritt, und dies wiederholt sich so oft, wie in dem gewählten Schlüssel Takte vorhanden sind. Die Verzögerungsleitung 14 und die Röhre τ,τ, wirken dabei mit, um die Tätigkeit der Verschlüsselungsanordnung auf die Anzahl der erforderlichen Operationen zu beschränken,, die z. B. in dem erwähnten Falle eines zweistelligen Schlüssels mit sieben Takten 7 beträgt.

Zu diesem Zweck wird die Verzögerung der Leitung 14 mit 7 Θ angenommen und am Ende dieser Zeit, nachdem der Impuls 3 am Eingang 2 des Systems aufgetreten ist, erscheint bei 21 am Ausgang der Leitung 14 ein negativer Impuls 22, welcher* den positiven Impuls 23 in dem Anodenkreis der Röhre 33 erzeugt, der dem Gitter der Röhre 32 gleichzeitig mit einem Signal 24, wie 16, das von der Leitung 11 kommt, zugeführt wird. Die Stromkreise werden so geregelt, daß das resultierende Signal immer positiv ist. Das in dem Anodenkreis der Röhre 32 erzeugte Signal 25 wird dann stets negativ sein und von den Gittern der Röhren 35, 36 und 8 gesperrt, so daß die ganze Anordnung dann wieder bereit ist, um einen neuen, iao 1>ei 2 zugeführten Impuls 3" zu verschlüsseln.

Es konnte befürchtet werden, daß in dem Falle, wo das ankommende Signal 3 den Wert Null hat oder sehr klein ist, der Impuls 23 nicht vorhanden oder jedenfalls zu schwach wäre, um den Impuls 24 1*5 zu neutralisieren. Um diesen Mangel zu vermeiden,

braucht man nur die Modulationstiefe des Impulses 3 so zu begrenzen, daß sie niemals unter ein gegebenes Minimum der Amplitude im absoluten Wert fällt, oder dem modulierten Impuls 3 noch einen festen Impuls hinzufügen. Das Verschlüsse- | lungsvermögen des Systems wird dadurch nicht ge- i ändert, sofern man dieser Änderung der Charakteristiken des Impulses 3, und demnach auch des :_f Impulses 4, bei der Einstellung der Vorspannungen 7 und 9 der Röhren 35, 36 und 8 Rechnung trägt.

Dem beschriebenen System können zusätzliche Stromkreise zugefügt werden, beispielsweise um der Durchführung der Quantifikation mehr Genauigkeit zu geben.

Die Batterien 7 und 9 können ersetzt werden durch Schaltungen mit Kathodenvorspannung durch Widerstände. Die gleichen Widerstände oder andere können so angeordnet werden, daß die Linearität der Charakteristiken, hauptsächlich der Röhren 1, 36, 8 und 32 verbessert wird.

Im allgemeinen wird man für die Röhren 1, 35, 36, 32 und 33 Pentoden verwenden, während die Röhre 8 eine Fünfgitterröhre sein kann, wobei die l>ei dieser Röhre in Abb. 2 dargestellten Gitter nur das Signalgitter und das Modulationsgitter sind.

Mit Rücksicht auf die Klarheit der Diagramme

der Abb. 3 sind die ankommenden Impulse 3 ebenso wie die verschiedenen abgeleiteten Impulse mit einer viel kleineren Dauer als θ dargestellt worden. In Wirklichkeit können sie fast die Dauer von Θ erreichen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Umwandlung eines durch die veränderliche Amplitude von wiederkehrenden Impulsen dargestellten Signals in eine Gruppe von verschlüsselten Impulsen, bei welchem die Verschlüsselung durch eine Folge von Vergleichen zwischen der Amplitude des Signals und einer Bezugsamplitude vorgenommen wird, wobei bei jedem Vergleich ein Schlüsselimpuls übertragen wird oder nicht, je nachdem, ob die Signalamplitude größer ist als die Bezugsamplitude oder nicht, und bei jedem Vergleich die Signalamplitude um eine Größe vermindert wird, die der Bezugsamplitude gleich ist, wenn die Signalamplitude diese Bezugsamplitude übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe Einrichtung mit" Elektronenröhren für alle aufeinanderfolgenden Vergleiche benutzt wird, wol>ei jedes Signal diese Einrichtung mehrere Male durchläuft und die Amplitude dieses Signals nach jedem Vergleich verdoppelt wird, derart, daß die verwendete Bezugsamplitude bei allen aufeinanderfolgenden Vergleichen immer dieselbe ist.
2. 2. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Verstärkers mit einem Schwellwert, der der Bezugsamplitude gleich ist und an dessen Eingang das zu verschlüsselnde Signal zugeführt wird, wobei dieser Verstärker zwei Ausgangswege besitzt, von denen der eine die Schlüsselimpulse in einen Verbraucherkreis überträgt und der andere mit dem Eingang desselben Schwellenverstärkers über eine Verzögerungsleitung verbunden ist, deren Laufzeit mit dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schlüsselimpulsen übereinstimmt, und auf diese Verzögerungsleitung ein zweiter Verstärker folgt, der eine zweifache Verstärkung liefert und außerdem von dem Signal gesteuert wird, welches am Eingang der gesamten Anordnung zugeführt wird, derart, daß seine Verstärkung am Ende einer Zeit von der Dauer einer Schlüsselimpulsgruppe zu Null gemacht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Q 5115 5.