DE977037C - Einrichtung zur Impulscodemodulation - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 10. DEZEMBER 1964

St 2544 Villa/21a¹

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Übertragung elektrischer Wellen mit Impulscodemodulation.

Der große Vorteil der Pulscodemodulation liegt in der Vergrößerung des Signal-Geräusch-Verhältnisses, jedoch ist bei dieser Einrichtung die Frequenzbandbreite, die für die Übermittlung der Impulse notwendig ist, groß.

Bei der Pulscodemodulation werden die im _sÜbermittlungsmedium vorhandenen Geräuschstörungen vollständig ausgeschaltet, jedoch kleinere Signalverzerrungen verursacht. Die Wiedergabetreue des Empfangs wächst dabei mit der Bandbreite, die für die Übermittlung zur Verfügung steht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung bekannter Einrichtungen zur Impulscodemodulation unter Verkleinerung der von dem Nachrichteninhalt eingenommenen Bandbreite. Diese Bandbreitenverringerung kann allerdings nur unter Vergrößerung der Signal Verzerrungen erreicht werden, kann jedoch von großem Vorteil sein, wenn eine Verbindung unter Verhältnissen hergestellt werden soll, bei denen die Innehaltung einer gewissen Bandbreite notwendig ist.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch bei der Übermittlung sogenannter gecodeter Wellen Anwendung finden. Um die Sprachschwingung mit der gewünschten Treue wiederzugeben, muß man

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dem Empfangsende der Übermittlungsanordnung an einer genügenden Anzahl von Zeitpunkten eine Kennzeichnung der Amplitude der Sprechschwingung übertragen und aus dieser Kennzeichnung die Sprechschwingung wieder aufbauen. Derartige Kennzeichnungen (Impulse) erfordern aber ein verhältnismäßig großes Frequenzband für ihre Übermittlung. Das gleiche Kennzeichen kann durch eine kontinuierliche Schwingung, die nur eine kleine ίο Bandbreite hat, aber auch übermittelt werden. Bei einer solchen Einrichtung geben die Höhen, die die Amplitude an einer gegebenen Anzahl von Zeitpunkten einnimmt, die gewünschte Kennzeichnung der Signalamplitude in den entsprechenden Zeitpunkten an. Man kann zeigen, daß die gecodete Schwingung ein verhältnismäßig kleineres Band besetzt als die Originalsignalschwingung und trotzdem erlaubt, die Signalschwingung mit der gewünschten Treue wiederzugeben.

Der Preis, der für diese Bandverschmälerung gezahlt werden muß, ist allerdings eine Verminderung des Signal-Geräusch-Verhältnisses.

Es ist klar, daß eine »Reihe codierter Impulse« als ein Sonderfall einer »codierten Welle« aufgefaßt werden kann.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung liegen die Zeitpunkte der Abtastung der Signal welle relativ dicht beieinander. Die Übertragung erfolgt durch eine Trägerwelle, die so codiert ist, daß ihre Amplitude in relativ weit auseinanderliegenden Zeitpunkten durch die einer Mehrzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Signalamplituden bestimmt ist.

Diese Einrichtung findet auf Vielkanalsysteme Anwendung, indem die Amplitude der übertragenen, codierten Welle zu bestimmten Zeitpunkten durch die Signalwellenamplituden aller Kanäle in den entsprechenden Zeitpunkten bestimmt ist.

An Hand der Zeichnung, die beispielsweise schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, soll der Gedanke der Erfindung näher erläutert werden.

Bei einer bekannten Ausführungsform zur Pulscodemodulation wird eine Reihe von Augeriblickswerten der Signalamplitude übertragen, von denen jeder einzelne Wert in zwei oder mehr Teile geteilt ist, die gesondert durch Impulse entsprechend einem Code übermittelt werden, der die Signalamplitude mit großer Genauigkeit darstellt. Wenn z. B. die Augenblickswerte der Amplitude mit einer Genauigkeit von ι Vo der höchsten Signalamplitude übertragen werden sollen, so können alle Signalwerte entsprechend ο bis 99 durch eine Kombination von Wertpaaren angegeben werden, die zwisehen ο und 9 liegen. So würde z. B. eine Amplitude mit dem Wert 76 bei diesem bekannten Verfahren durch ein Paar von Werten 7 und 6 dargestellt werden, die auf je einem besonderen Codekanal laufen.

In diesem einfachen Falle ist die theoretische Bandbreite verdoppelt, da zwei anstatt ein Kanal benutzt werden, die Genauigkeit des Verfahrens ist jedoch auf das Zehnfache vergrößert.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wird der umgekehrte Weg eingeschlagen. Vorausgesetzt, daß z. B. zur Übermittlung von Sprechschwingungen mit genügender Genauigkeit eine Wiedergabe der Augenblickswerte der Amplitude in Höhe von einem Dreißigstel des Maximalwertes notwendig ist, weiter vorausgesetzt, daß in einem Übertragungskanal das Signal-Geräusch-Verhältnis die übertragung von neunhundert verschiedenen Werten zuläßt, so können diese Werte gecodet werden, um dreißig Werte auf jeden der zwei getrennten Signalkanäle zu übertragen. Wenn z. B. die beiden Signalwerte, die übertragen werden sollen, 23 (Kanal 1) und 6 (Kanal 2) sind, so würde der tatsächlich übermittelte Wert = 23 · 30■+ 6 = 696 betragen.

Anders gesagt, die Übermittlung des Wertes 696 gibt an, daß der Augenblickswert des Kanals ι = »23«, der Augenblickswert des Kanals 2 = »6« ist.

So gibt die Übermittlung eines einzigen Wertes mit einer Genauigkeit von ι :90ο eine Kennzeichnung jedes von zwei getrennten Werten mit einer Genauigkeit von 1 :30. Hierbei ergeben sich folgende zwei Möglichkeiten:

1. Eine einzelne Reihe von Werten soll übermittelt und gecodet werden, um zwei getrennte Reihen von Werten anzugeben, und diese beiden Reihen können jede für sich zur unabhängigen Kennzeichnung einer Nachricht gebraucht werden. - Auf diese Weise können zwei verschiedene Sprechkanäle zur Übermittlung auf der gleichen Bandbreite benutzt werden, die vorher von einem einzigen Kanal eingenommen war.

2. Eine einzelne Wertreihe soll mit einer Genauigkeit von ι : 900 3ooomal in der Sekunde übermittelt werden und zur Angabe von Augenblickswertpaaren einer Sprachschwingung gecodet sein, von denen jedes Paar die Augenblickswerte mit einer Genauigkeit von

ι : 30 entsprechend einer Unterteilung in Zeit- ¹⁰^ einleiten von Veooo Sekunde angibt. Diese Augenblickswerte werden dann tatsächlich 6ooomal in der Sekunde übermittelt, obwohl die wirkliche Übermittlungsgeschwindigkeit nur 300omal in der Sekunde ist. Hierdurch kann die durch den Sprachkanal besetzte Bandbreite halbiert werden.

Bei dem gegebenen Beispiel wird ein einzelner übermittelter Wert gecodet, um ein paar Werte anzugeben, offensichtlich kann man aber auch jede beliebige Zahl von Werten auf Kosten der Genauigkeit der Übertragung coden. Im allgemeinen können diese Werte gecodet werden, um (N)¹¹" Werte in jedem von η verschiedenen Kanälen anzugeben, sofern 0 die Übermittlungsbedingungen zur Aussendung von N verschiedenen Amplitudenwerten geeignet sind. Diese η verschiedenen Kanäle können zur Übermittlung von vollständig unabhängigen einen Nachrichteninhalt tragenden Schwingungen benutzt werden oder aber auch um die Zahl der

übermittelten Werte eines einzelnen Nachrichteninhalts um η vermehren.

Ein praktisch brauchbarer Geber zur Ausführung dieser Grundsätze braucht nicht wesentlich verschieden von den bekannten Übermittlungseinrichtungen zu sein. So kann z. B. ein amplitudenmodulierter Impulszug, in dem dreißig mögliche Werte für eine Impulsamplitude vorhanden sind, in einfacher Weise zu einem ähnlichen zusammenhängenden Impulszug als Träger eines anderen Nachrichteninhalts hinzugefügt werden, vorausgesetzt, daß der eine Zug zunächst um den Faktor 30 verringert worden ist. Der kombinierte Zug enthält dann neunhundert mögliche Werte für die Impulsamplitude.

Fig. ι zeigt einen Geber, bei dem der Übermittlungsgrad der Signalamplituden eines einzelnen Kanals um den Faktor 2 verringert wurde. 1 bezeichnet dabei die von der Sprache verursachte Ein-

ao gangsspannung. Von hier gelangt die Sprachschwingung unmittelbar zur Steuerung der Vorspannung des Kippkreises 2 und über das Verzögerungsglied 3 mit einer Verzögerung von Veooo Sekunde zur Steuerung der Vorspannung des Kippkreises 4.

Jeder der zwei Kippkreise arbeitet mit einer Frequenz von 3000 Hz. Sie werden in einer Richtung durch Synchronisierimpulse vom Impulsgenerator 5 angeregt.

Die Erholungszeit jedes Kippkreises liegt bei etwa 10 MikroSekunden. Die Verwendung der Sprachschwingungen als Vorspannung verursacht eine Modulation der Erholungszeit zwischen 5 und 15 Mikrosekunden. Da die Kippkreise Impulse abgeben, die hinsichtlich ihrer Dauer moduliert sind, so entspricht die Dauer der aufeinanderfolgenden Impulse den Augenblickswerten der Sprachschwingung getrennt jeweils durch Veooo Sekunde. Diese Impulse werden paarweise betrachtet, wobei die Impulse jedes Paares entsprechend von den beiden Kippkreisen abgegeben werden.

Die dauermodulierten Impulse werden an die Röhrentore 6 und 7 abgegeben, an die auch Impulse vom Impulsgenerator 8 gelangen, der 3 Millionen Impulse in der Sekunde erzeugt. Die Ausgangsspannungen von 6 und 7 enthalten nunmehr Schauer von 3-MHz-Impulsen. Jeder Schauer stellt eine Amplitude der Sprachschwingung durch eine Anzahl von Impulsen dar, welche immer eine ganze Zahl zwischen S · 3 und 15-3, d. h. zwischen 15 und 45 ist. 9 und 10 sind Impulsintegratoren oder Zählvorrichtungen, die Glättungsimpulse herstellen, deren Amplituden in einer Reihe von dreißig möglichen Amplituden vorhanden sind. Dies ergibt sich aus der Zahl von 3-MHz-Impulsen, aus denen sie entstanden sind.

Die Ausgangsspannung eines der Integratoren, z. B. von 10, durchläuft einen Abschwächer 11, der die Amplituden aller Impulse um den Faktor 30 vermindert, um die größte Änderung der Ausgangsspannung eines Zählkreises der Spannung einer einzelnen Stufe eines anderen Zählkreises anzugleichen.

Die Ausgangsspannung der beiden Zählkreise wird in dem Kreis 12 kombiniert. Zum Beispiel können Anregungsimpulse von 3000 pro Sekunde in Verbindung mit den Zählkreisen 9 und 10 dazu benutzt werden, um jede Impulszählung von ο aus beginnen zu lassen. Andererseits kann die endgültige Ausgangsspannung aus dem Kreise 12, wenn sie als ein Impulszug zwischen anderen Verbindungskanälen benutzt wird, durch scharfe 3ooomal in der Sekunde wiederholte Impulse aus dem Generator 5 bestimmt werden, stammen.

Um die Bandbreite auf ein Minimum zu bringen, muß aus den codierten Impulsen eine fortlaufend codierte Schwingung erzeugt werden, indem die Impulse durch ein Tiefpaßfilter geschickt werden. Man kann zeigen, daß eine Bandbreite von 1500 Hz genügt, um eine gecodete Schwingung zu erzeugen, deren Amplituden an dreihundert Stellen in der Sekunde genau dreitausend entsprechende Signalwerte angeben. Das Filter kann mit dem Ausgang des Kreises 12 verbunden sein und kann als Tiefpaßfilter die Frequenzen von ο bis 1500 Hz durchlassen. 8s

Wohl verstanden ist diese gecodete Schwingung der Signalschwingung nicht ähnlich, es bedarf vielmehr eines Decodierungsvorgangs, um die Signalschwingung wiederherzustellen.

Fig. 2 zeigt einen zur Decodierung geeigneten Empfänger. Zur Vereinfachung und besseren Klarstellung soll angenommen werden, daß nur zehn Werte, nämlich von ο bis 9 ausreichen, um die Sprachschwingung mit der erforderlichen Genauigkeit wiederzugeben. Wenn dreißig Werte oder eine andere Anzahl notwendig sein sollten, so macht dies grundsätzlich kein Unterschied.

Es wird weiter angenommen, daß die erforderliche Frequenzgenauigkeit für die Übermittlung einem Band von ο bis 3000 Hz entspricht (aber daß nur dreitausend Augenblickswerte in der Sekunde übermittelt werden).

Bei einer bestimmten Schwingungsform sollen die aufeinanderfolgenden Augenblickswerte etwa die folgenden sein: 1, i, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 5, 8, 7, 6, 6, 4 ... Diese Werte werden in dem Geber mit Zwischenräumen von je Veooo Sekunde erscheinen.

Der Geber gibt aber nur dreitausend Werte in der Sekunde ab, nämlich 11, 23, 34, 56, 58, 76, 64 ..., jeweils dargestellt durch ein Paar Impulse.

Es wird weiter angenommen, daß diese Werte im Empfänger als einseitig gerichtete kurze rechteckige Impulse erscheinen und alle die gleiche Dauer haben. Wenn die Werte wegen der schmalen Übermittlungsbandbreite nicht in dieser Form sind, dann können sie schnell durch Verwendung eines Sperrungskreises, der für sehr kurze Zwischenräume von V3000 Sekunde öffnet, in diese Form gebracht werden. Es soll angenommen werden, daß diese Werte 11, 23, 34 usw. in Gestalt sehr kurzer rechteckiger Impulse in dem Kreis 13 der Fig. 2 vorhanden sind.

Diese Impulse werden in den Phasenmodulator eingeführt, der vom Oszillator 15 eine Trägerfrequenz erhält. Da der eingeführte Signalimpuls einem von den hundert Amplitudenwerten aus der

Reihe von ο bis 99 haben kann, so enthält auch die Phase der Ausgangsspannung von 14 immer einen Wert innerhalb einer Reihe von hundert möglichen Werten. Angenommen, die Phasenverschiebung, die durch einen Impuls von der Amplitude η erzeugt wird, sei 0,36 η Grad, so daß also der kleinstmögliche Unterschied der Phasen 0,36 Grad ist, so ist die größte Phasenverschiebung, die bei einem Impuls von der Amplitude 99 auftritt, 35,64 Grad.

Das phasenmodulierte Signal von 14 wird an die Frequenzvervielfacher 16 gegeben, die die Frequenz und die Phasenverschiebung mit 100 multiplizieren. In dem frequenzvervielfachten Signal betragen die Phasenstufen nunmehr 36 Grad, so daß nur zehn Stufen unzweideutig angegeben werden können, da die Summe von zehn Stufen 360 Grad beträgt. So wird die ursprüngliche Wertreihe 11, 23, 34, 56, 58, 76, 64 ... nur durch ihre zweiten Ziffern eine ao Phasenverschiebung bewirken, da die erste Ziffer stets eine Phasenverschiebung erzeugen wird, die ein integrales Vielfaches von 360 Grad ist. So werden die erzeugten Phasen entsprechend sein: 1 · 36, 3-36, 4-36, 6 · 36, 8-36, 6 · 36, 4 ■ 36 usw. Die Ausgangsspannung des Oszillators 15 wird weiter einem Frequenzvervielfacher 17 aufgegeben, der dem Frequenzvervielfacher 16 ähnlich ist. In ihm wird die Frequenz mit 100 multipliziert. Die Ausgangsspannungen der beiden Frequenzvervielfächer 16 und 17 liegen daher bei derselben Frequenz F, und der Phasenunterschied dieser Ausgangsspannungen gibt eine unmittelbare Angabe des Wertes des zweiten Gliedes der Zahl, die die von 13 kommende Impulsamplitude vertritt. Der nächste Schritt besteht in der Aufgabe der Ausgangsspannungen von 16 und 17 an die Kreise 18, 19, 20 und 21, deren Schaltungsanordnung im Zusammenhang mit Fig. 2 des Hauptpatents beschrieben worden ist.

18 und 19 bilden Frequenzwandler und 20 und 21 Bandpaßfilter, die auf die Frequenzen F—f bzw. / abgestimmt sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß die durch die Filter 20 und 21 erzeugte Verzögerung ungefähr gleich dem reziproken Wert der Bandbreite ist, so daß über diese Bandbreite hinweg sich die Phase linear um 360 Grad ändert.

Wie dem Stand der Technik zu entnehmen ist, besteht die Wirkung der dargestellten Schaltungsanordnung darin, in dem Filter 21 eine Frequenz / und in dem Filter eine Frequenz 20 F—f zu erzeugen, wobei f sich linear mit dem Phasenunterschied der Eingangsspannungen von 16 und 17 ändert. Die Ausgangsspannung des Filters 21 wird einem Frequenzdiskriminator 22 aufgegeben, der nach einem bekannten Verfahren eine Spannung erzeugt, die proportional der Frequenz ist. Der Impulsgenerator 23 erzeugt dreitausend Impulse in der Sekunde, die zusammen mit der Spannung des Diskriminators 22 dem Modulator 24 aufgegeben werden, in dem die Impulse nach bekannten Verfahren durch die Spannung des Diskriminators 22 amplitudenmoduliert werden. Diese Impulse werden dann Amplituden haben, die den zweiten Ziffern, nämlich 1, 3, 4, 5, 8, 6, 4 ... proportional sind. 6j

Die durch den Generator 23 erzeugten Impulse haben die gleiche Dauer wie die Impulse des Kreises 13 und werden vorzugsweise durch diese mit (nicht dargestellten) Mitteln synchronisiert.

Nach geeigneter Einstellung des Amplitudenpegels in einem Abschwächer oder Verstärker 25 werden die Impulse von 24 in dem Kombinierungskreis 26 von den ursprünglichen aus dem Kreise 13 stammenden Impulsen, die die Amplituden 11, 23, 34; So» 5 8, 76, 64 ... haben, abgezogen. Hierdurch wird ein zweiter Impulszug ausgelöst, in welchem die Impulsamplituden 10, 20, 30, 50, 50, 70 60 ... sind, d. h. sie sind proportional der ersten Ziffer jeder Zahl.

Der Impulszug von 24 wird in einem Netzwerk 27 um Veooo Sekunde verzögert, wodurch Impulse entstehen, die in die Mitte der Zwischenräume zwischen den ursprünglichen Impulsen fallen.

Der Amplitudenpegel der Impulse der Ausgangsspannung des Kombinierungskreises 26 wird im Verstärker oder Begrenzer 28 in der Weise eingestellt, daß der der Größe 10 entsprechende Impuls die gleiche Amplitude hat, wie der der Größe 1 entsprechende Impuls der Ausgangsspannung von 27. Die Impulse von 27 und 28 werden dann in dem Mischkreis 29 kombiniert, wodurch ein Impulszug entsteht, der 6ooomal in der Sekunde wiederholt wird und die Amplituden der Originalreihe hat, nämlich 1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, S, 8, 7, 6, 6, 4 ..., die ihrerseits dem Originalsignal entsprechen. Diese Impulse passieren dann das Tiefpaßfilter 30, werden bei 3000 Hz abgeschnitten, woraus dann das ursprüngliche Signal in der üblichen Weise entsteht.

Obgleich die Originalimpulsamplituden in dem Beispiel hundert verschiedene Werte haben, so können wohlverstanden die gleichen Grundsätze auch Anwendung finden, wenn ein höherer Genauigkeitsgrad erwünscht ist. Wenn z. B. die Amplituden M² Stufen haben, so kann jedes der Glieder jedes Paares irgendeine Zahl von ο bis M—i annehmen. Die Frequenzvervielfacher 16 und 17 müssen dann natürlich so eingerichtet sein, daß die Frequenz mit einem Faktor multipliziert wird, der zur Umformung von M Stufen in 360 Phasengrade notwendig ist, wenn die ursprünglichen Phasenstufen vom Modulator 14 Vielfache von A Graden sind, dann ist der Multiplikationsfaktor ^60/MA. Man kann natürlich auch die Signalschwingung unter Benutzung von Dreifach- oder Mehrfach-Unterbrechungsimpulsen anstatt mit Zweifachimpulsen codieren. In diesem Fall wird jeder übermittelte Impuls die Amplitude angeben, die drei oder mehr Unterbrechungsimpulsen entspricht, je nachdem, ob ein mit drei oder mehr Gliedern arbeitendes System verwendet wird. Solche Glieder werden einen höheren Wert als 9 haben.

In dem Falle, daß eine fortlaufende codierte Welle aus den gecodeten Impulsen am Geberende durch die Benutzung der oben beschriebenen Filter entsteht, ist es nötig, aus der gecodeten Welle ent-

sprechend gecodete Impulse zu entnehmen. Dies kann durch Unterbrechung der gecodeten Welle an dreitausend Stellen in der Sekunde geschehen, indem sie durch einen Torstromkreis, der den Eingangskreis 13 enthält, läuft. Dieser Torstromkreis wird durch Impulse gesteuert, die vom Generator 23 kommen, so daß z. B. alle V3000 Sekunde ein schmaler Abschnitt der Welle hindurchläuft. Die Ausgangsspannung des Sperrspannungskreises wird die gewünschten gecodeten Impulse liefern, die den Impulsen ähnlich sind, welche vom Ausgangskreis der Fig. 2 kommen. Diese Impulse laufen zu dem Modulator 14 und werden in der bereits beschriebenen Weise decodiert.

Die Sperrspannungsschwingung im Empfänger muß genau mit den vom Geber erzeugten gecodeten Impulsen synchronisiert sein, um die gecodete Schwingung stets im richtigen Zeitpunkt abzutasten und die gecodeten Impulse zu entdecken. Zu diesem Zweck muß eine synchronisierende Schwingung über einen besonderen Kanal übermittelt werden, was ohne Inanspruchnahme weiterer Bandbreite geschehen kann. Zum Beispiel dadurch, daß die synchronisierende Welle zusammen mit der gecodeten Welle als weicher Frequenzstrom übermittelt wird, der der Hälfte der Unterbrechungsstellen gleich ist. In dem besonderen hier besprochenen Fall kann eine synchronisierende Schwingung von 1500 Hz benutzt werden, die im Empfänger ausgefiltert wird. Die synchronisierende Schwingung kann dann einen Frequenzverdoppler durchlaufen und nachher in eine rechteckige Wellenform verwandelt werden. Sie wird dann differentiiert und bildet einen Impulszug, der 3ooomal in der Sekunde zur Abtastung der gecodeten Welle wiederholt wird.

Durch kleine Abänderungen können die Schaltungsanordnungen der Fig. 1 und 2 auch zur Übertragung von zwei getrennten codemodulierten Signalen mit Hilfe eines einzelnen Impulszuges brauchbar gemacht werden. In Fig. 1 wird hierzu das Verzögerungsglied 3 durch einen Eingangskreis für das zweite Signal ersetzt. Er hat in diesem Falle keine Verbindung mit dem Eingangskreis 1 für das erste Signal. Jede Signalschwingung wird dann getrennt 3ooomal in der Sekunde abgetastet. Die Amplituden werden dann, wie vorher beschrieben, in dem Ausgangskreis 12 genau kombiniert. Jede der Zahlen, wie z. B. 76, bildet dann in den übermittelten Impulsen mit ihrer ersten Ziffer 7 einen Vertreter der Amplitude des ersten Signals und mit ihrer zweiten Ziffer 6 einen Vertreter der Amplitude des zweiten Signals.

Da jede Signalschwingung nur 3ooomal in der Sekunde abgetastet wird, entspricht die Wiedergabegenauigkeit einer Bandbreite von nur 1500 Hz in jedem Kanal. Es werden aber zwei Kanäle benutzt, die zusammen eine Bandbreite von 3000 Hz benötigen. Wenn eine Bandbreite von 3000 Hz für jeden Kanal erforderlich ist, dann wächst die Unterbrechungsfrequenz auf 6000 Hz, und die Gesamtbandbreite wird auf 6000 Hz anwachsen. In dem Empfänger ist in diesem Falle der einzige Unterschied gegenüber dem Empfänger des erstbesprochenen Falles der, daß das Verzögerungsglied 2."J, der Begrenzer 28, der Mischkreis 29 und das Filter 30 weggelassen sind, so daß die Amplitude der modulierten Impulse, die die beiden Signale trägt, getrennt aus dem Ausgang des Kornbinierungskreises 26 bzw. des Modulators 24 entnommen wird. Die Signalspannungen werden dann getrennt durch Verbindung der nicht gezeigten Tiefpaßfilter, die dem Kreis 30 ähnlich sind, mit dem Ausgang von 26 und 24 wieder aufgedeckt.

Offenbar wird man auch drei oder mehr getrennte Signale in einem einzelnen Impulszug übertragen können, wenn die Geräuschbedingungen die Verwendung von drei oder mehr Gliedern erlaubt.

In diesem Falle wird der Geber der Fig. 1 mit zusätzlichen Abzweigungen versehen sein, die ahnlieh den Abzweigungen sind, die die Elemente 3, 4, 7, 10 und 11 enthalten; das Verzögerungsglied wird natürlich durch den entsprechenden Signaleingangskreis ersetzt. Jeder Kippkreis, der 4 entspricht, wird durch einen Impulsgenerator 5 gesteuert, und jede Torröhre, die 10 entspricht, wird Impulse von dem Generator 8 enthalten. Die Abschwächer 11 werden so eingestellt, daß die modulierten Impulse des Zuges, der dem r-ten Kanal entspricht, durch den Faktor M^r-1 abgeschnitten werden, wobei M die Nummer der Amplitudenstufe der Amplitudenskala ist.

Wenn im Empfänger Fig. 2 mehr als zwei Kanäle vorhanden sind, werden die Impulse des Kombinierungskreises 26 natürlich nur ein versetztes Glied haben. Sie werden deshalb noch zwei oder mehr Glieder enthalten, die nacheinander durch Wiederholung des Verfahrens, so oft dies nötig ist, versetzt werden können, durch zusätzliche Schaltungsglieder, die ähnlich den Gliedern 14 bis 16 sind.

Wenn erwünscht, können in einer Vielkanalanordnung dieser Art die gecodeten Impulse, die die Signale aller Kanäle tragen und am Ausgang des Kreises 12 erscheinen, in eine fortlaufende codierte Schwingung umgewandelt werden, indem sie ein Tiefpaßfilter durchlaufen. Diese Schwingung kann dann im Empfänger codierte Impulse erzeugen.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Übertragung elektrischer Wellen mit Impulscodemodulation, bei der die Zeitpunkte der Abtastung der Signalwelle relativ dicht beieinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung mittels einer Trägerwelle erfolgt, die so codiert ist, daß ihre Amplitude in relativ weit auseinanderliegenden Zeitpunkten durch die einer Mehrzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Signalamplituden bestimmt ist.

2. Anwendung der Einrichtung nach Anspruch ι auf ein Vielkanalübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der übertragenen, codierten Welle zu bestimmten

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Zeitpunkten durch die Signalwellenamplituden aller Kanäle in den entsprechenden Zeitpunkten bestimmt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalwelle periodisch in gleichen Intervallen mit einer Skala verhältnismäßig weniger Stufen mit verhältnismäßig großer Höhe verglichen wird, daß eine Impulsreihe mit einer Wiederholungsperiode, die das Doppelte der obengenannten Intervalle beträgt, übertragen wird, daß dabei die Amplitude jedes Impulses aus einem Amplitudenbereich mit verhältnismäßig großer Zahl von Amplituden mit verhältnismäßig kleinen Schritten ausgewählt wird und daß die Auswahl nach einem besonderen Code durch die Signalwellenamplituden in einem Paar von Vergleichszeitpunkten bestimmt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Geber zwei gleiche Züge regelmäßig wiederholter Impulse erzeugt werden, deren Amplituden durch die Signalschwingung nach einer gegebenen Treppenkurve mit einer endlichen Anzahl gleich hoher Amplitudenstufen unter Verzögerung der Signalschwingung um die halbe Periode des Impulszuges und unter Änderung der Amplituden um einen der Treppenstufenzahl entsprechenden Faktor bei den Impulsen des einen Impulszuges moduliert, sodann kombiniert und als kombinierte Impulse an den Empfänger weitergegeben werden, der hieraus eine der modulierten Signalschwingung ähnliche Schwingung erzeugt.

5.. Anwendung der Einrichtung nach Anspruch ι und 3 gemäß Anspruch 2 auf ein Vielkanalübertragungssystem, bei dem die Signalwellen der Kanäle periodisch abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß regelmäßig wiederholte Impulse übertragen werden und daß die Amplituden der Impulse durch die Momentanamplituden aller Kanäle in entsprechenden Zeitpunkten nach einem Code bestimmt sind.

6. Anwendung der Einrichtung nach Anspruch ι und 4 gemäß Anspruch 2 auf ein Vielkanalübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl einander gleicher, mit 1 bis η bezeichneter Reihen regelmäßig wiederholter Impulse erzeugt wird, deren Amplituden durch eine entsprechende Anzahl von Signalschwingungen nach einer gegebenen Skala, die eine endliche Anzahl von Amplitudenstufen gleichbleibender Höhe hat, moduliert werden, wonach die Amplituden der modulierten Impulse der r-ten Impulsreihe durch einen Faktor r—l

(m = Stufenzahl) geändert, die einander

entsprechenden Impulse aller Reihen kombiniert und an den Empfänger übermittelt werden, der aus den getrennten Impulsreihen die Signalschwingung wieder aufbaut.

7. Einrichtung nach Anspruch 4 und Anwendung dieser Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Sender aus den kombinierten Impulsen eine fortlaufend codierte Welle hergeleitet und übertragen wird und daß die kombinierten Impulse am Empfänger aus der codierten Welle wiedergewonnen werden.

8. Decoder für eine Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den kombinierten Impulsen eine entsprechend den stufenmodulierten Amplituden der Impulse der einen Impulsreihe frequenzmodulierte Schwingung erzeugt wird, die eine um eine halbe Periode gegenüber den zwei gleichen Impulsreihen verzögerte Hilfsimpulsreihe so weit amplitudenmoduliert, daß das Maximum der Amplitudenänderung einer Amplitudenstufe der gegebenen Treppenkurve entspricht, worauf eine Differenzreihe aus der kombinierten Impulsreihe und der Hilfsimpulsreihe gebildet So wird, deren Impulsamplituden denen der Hilfsimpulsreihe gleichgemacht, zu den Impulsen der verzögerten Hilfsimpulsreihe zugemischt und schließlich einem Tiefpaßfilter zugeführt werden, das eine der Signalschwingung ähnliche Schwingung erzeugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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