DES0018409MA - Anordnung zur Erzeugung von Frequenzen für Trägerfrequenz-Vielfachtelefonie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung der Träger- und Hilfsträgerfrequenzen für Trägerfrequenz-Vielfachtelephonie.

Es sind Systeme für Trägerfrequenz-Vielfachtelephonie bekannt, die man als "Systeme mit Frequenzaufteilung" bezeichnen kann und bei welchen ein Frequenzband, welches für die Übertragung auf einer bestimmten Leitung oder durch ein bestimmtes Medium verwendbar ist, in mehrere Teilbänder aufgeteilt wird, von denen jedes der Übertragung eines Telephoniekanales zugewiesen wird.

Unter diesen Systemen haben diejenigen, welche ein Frequenzband von 48 kHz verwenden, welches sich von 60-180 kHz erstreckt und in 12 Bänder von 4 kHz aufgeteilt ist, aufgrund von internationalen Vereinbarungen eine besondere praktische Bedeutung erlangt. Diese Vereinbarungen haben ausserdem festgelegt, daß bei jedem Kanal das zugeteilte Frequenzband für die Übertragung eines unteren Seitenbandes verwendet wird, dessen nicht übertragene Trägerfrequenz infolgedessen gleich ist der oberen Grenzfrequenz jedes Intervalles, d. h. 64 kHz für den ersten Kanal, 68 kHz für den zweiten usf.

Diese Vereinbarungen haben jedoch nicht die Art der Frequenzwechsel festgelegt, welche das Band der natürlichen Sprechfrequenzen umsetzen, welches einem bestimmten Kanal entspricht und notwendigerweise auf ein zwischen Null und vier kHz liegendes Band in dem, dem betreffenden Kanal zugeteilten Frequenzintervall beschränkt ist.

Eines der Systeme zur Durchführung dieser Frequenzumsetzung bietet Vorteile hinsichtlich der Anzahl von aufgewendeten Organen und ihrer Kompliziertheit. Dieses System besteht darin, daß man die Kanäle in Gruppen zu je drei in einem Zwischen-Frequenzband mittels eines ersten Frequenzwechsels gruppiert, welcher an jedem der drei Kanäle jeder Gruppe vorgenommen wird, und dass man danach vier Gruppen von drei Kanälen in dem Band 60-108 kHz mittels eines zweiten Frequenzwechsels bildet, der an jeder dieser vier Gruppen vorgenommen wird. Beim Empfang wird die umgekehrte Frequenzumsetzung durch Maßnahmen vorgenommen, welche zu den vorhergehenden komplementär sind.

Ein Vorteil dieser Art der Frequenzumsetzung liegt darin, dass man zur Durchführung des ersten Frequenzwechsels über drei Trägerfrequenzen und für den zweiten Frequenzwechsel über vier Trägerfrequenzen, also insgesamt nur über sieben Trägerfrequenzen zu verfügen braucht.

Es wurde festgestellt, daß diese Trägerfrequenzen mit größter Wirtschaftlichkeit erzeugt werden können, wenn man als Zwischen-Frequenzband, in welchem die Fernsprechkanäle in Gruppen zu je drei liegen, ein Band benutzt, dessen

Grenzen Vielfache von 12 kHz sind. So kann man als Zwischen-Frequenzband das Band 12-24 kHz, das Band 24-36 kHz oder auch das Band 36-48 kHz verwenden.

Bei Verwendung des Bandes 12-24 kHz muß man, unter der Annahme, daß man bei dem ersten Frequenzwechsel nur das obere Modulationsband beibehält, über die Frequenzen 12, 16, 20, 84, 96, 108 und 120 kHz verfügen. Bei Verwendung des Bandes 24-36 kHz muß man über die Frequenzen 24, 28, 32, 96, 108, 120 und 132 kHz verfügen. Bei Verwendung des Bandes 36-48 kHz muß man schließlich über die Frequenzen 36, 40, 44, 108, 120, 132 und 144 kHz verfügen.

Zur Erzeugung der Trägerfrequenzen eines Systemes für Trägerfrequenz-Vielfachtelephonie, bei dem alle Trägerfrequenzen Vielfache von 4 kHz sind, wurde schon vorgeschlagen, die Frequenz 4 kHz direkt oder durch Teilung einer höheren Frequenz zu erzeugen und mit dieser Grundfrequenz eine nichtlineare Einrichtung zu speisen, welche zahlreiche Harmonische hervorbringt, von denen die gewünschten Frequenzen gefiltert und verstärkt werden. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie verhältnismässig verwickelt sind. Die Verwendung von nichtlinearen Einrichtungen, wie Oberwellenerzeuger oder Kippschwingungsteiler, kann Schwierigkeiten bei der Konstanthaltung der Amplitude der erzeugten Frequenzen bieten.

Gemäß der Erfindung ist festgestellt worden, daß man, wenn die Trägerfrequenzen der oberen Gruppe Vielfache von 12 kHz sind, ein Wert, der auch dem sie trennenden Intervall gleich ist, vorteilhafterweise als Steuerfrequenz ein Vielfaches von 12 kHz wählt und, von dieser Frequenz ausgehend, die Frequenz 12 kHz und gewisse Vielfache davon mit geringerem Rang durch Frequenzwechsel erzeugt.

Nach einer bevorzugten, weil wirtschaftlicheren Ausführungsweise benutzt man als Steuerfrequenz eine der vier oberen Frequenzen und vorzugsweise ein ungerades Vielfaches von 12 kHz. Es wurde nämlich festgestellt, daß so die Frequenz 12 kHz und gewisse Vielfache davon, z. B. 24 und 48 kHz, mit einer kleinsten Anzahl von Frequenzwechseln erzeugt werden können, weil man 12 kHz, also ein ungerades Vielfaches (mit der Ordnungszahl 1) durch Modulation mit Vielfachen von 12 kHz herstellen kann, die durch Verdopplung erhalten werden und notwendigerweise gerade sind.

Andererseits wurde festgestellt, daß es, ebenfalls im Interesse der Wirtschaftlichkeit, von Vorteil ist, die verschiedenen Frequenzen, ausgehend von der Steuerfrequenz, ausschließlich durch Frequenzwechsel herzustellen. Man versteht unter Frequenzwechsler die Anordnung eines Modulators, eines Filters und im allgemeinen einer Verstärkerstufe, welche die Energieverluste ausgleichen soll. Der Modulator, der von der bekannten symmetrischen Bauart mit Halbleiter-Gleichrichterelementen sein kann, wird an seinen beiden Eingangskreisen mit zwei Frequenzen gespeist und erzeugt ein Gemisch von zwei Frequenzen, die der Summe bzw. der Differenz der zugeführten Frequenzen gleich sind. Das Filter läßt nur diejenige der beiden Frequenzen durchgehen, welche erwünscht ist. Wenn die beiden zugeführten Frequenzen gleich sind, erhält man die doppelte Frequenz. In diesem besonderen Falle ist es etwas vorteilhafter, den Modulator durch einen Detektor zu ersetzen, welcher ebenfalls durch Filterung die doppelte Frequenz liefert. Im Folgenden werden in üblicher Weise die verwendeten Frequenzwechsler als "Modulator" oder "Verdoppler" bezeichnet, je nachdem sie der einen oder anderen Bauart angehören.

Die Frequenzwechsler der angegebenen Art können, wenn sie nach allgemein üblichen Regeln ausgeführt werden, linear arbeiten, d. h. sie können Wellen mit einer Amplitude erzeugen, die proportional ist zu der Amplitude der zugeführten Wellen. Sie besitzen keinen der Mängel der nichtlinearen Einrichtungen. Die Amplitude der erzeugten Frequenzen ist konstant, wenn diejenige der Steuerfrequenz konstant gehalten wird, was leicht durch bekannte Mittel erreichbar ist.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung umfasst demnach

a) einen Generator, welcher eine Steuerfrequenz erzeugt, die ein Vielfaches von 12 kHz und vorzugsweise einer der oberen Trägerfrequenzen gleich ist,

b) eine Kette von Frequenzwechslern (Modulatoren oder Verdopplern), die von der Steuerfrequenz gespeist wird und die Frequenz 12 kHz und gewisse ihrer Harmonischen erzeugt,

c) Frequenzwechsler, welche einerseits von der Steuerfrequenz und andererseits von der Frequenz 12 kHz oder einer ihrer Harmonischen gespeist werden und die gewünschten Trägerfrequenzen erzeugen.

Im Folgenden wird eine Einrichtung gemäss der Erfindung beschrieben, die in der Zeichnung schematisch dargestellt ist und es gestattet, ausgehend von der Frequenz 108 kHz, die erforderlichen Trägerfrequenzen, wenn das Zwischen-Frequenz- band das Band 24-36 kHz ist, lediglich mit Hilfe von 10 Frequenzwechseln (7 Modulatoren und 3 Verdopplern) zu erhalten.

Die dargestellte Einrichtung umfasst einen Generator 1, der eine sinusförmige Welle mit der Grundfrequenz 108 kHz liefert. Diese Welle speist, zusammen mit einer Welle, welche eine Frequenz von 48 kHz besitzt und in der unten beschriebenen Weise erzeugt wird, einen Modulator 2. Dieser Modulator liefert Wellen mit der Frequenz 156 bzw. 60 kHz und sein Filterkreis siebt die Welle mit 60 kHz aus. Diese Welle speist dann zusammen mit der Welle der Frequenz 48 kHz einen Modulator 3, der eine Welle erzeugt, deren Frequenz gleich der Differenz zwischen 60 und 48 kHz, also 12 kHz ist. Zwei in Reihe angeordnete und von dem Modulator 3 gespeiste Verdoppler 4 und 5 liefern eine Welle mit 48 kHz, welche wiederum zurück die Modulatoren 2 und 3 speist.

Der Verdoppler 5 speist andererseits einen Modulator 6, der ausserdem von einer Welle mit 32 kHz gespeist wird und eine Welle liefert, deren Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen, d. h. 16 kHz ist. Diese Welle speist parallel einen Modulator 7 und einen Verdoppler 8. Der Modulator 7 wird ausserdem von der Welle mit 12 kHz gespeist, die von dem Modulator 3 erzeugt wird, und man erhält an seinem Ausgang eine Welle, deren Frequenz gleich ist der Summe der Frequenzen, d. h. 28 kHz. Der Verdoppler 8 speist wiederum zurück den Modulator 6. Die unteren Trägerfrequenzen 24, 28 und 32 kHz werden so von dem Verdoppler 4, dem Modulator 7 und dem Verdoppler 8 erzeugt.

Ein Modulator 9 wird einerseits von dem Generator 1 und andererseits von dem Modulator 3 und dem mit diesem parallel verbundenen Verdoppler 4 gespeist. Er liefert ein Wellengemisch, dessen Frequenzen gleich den Summen und den Differenzen von 108 kHz einerseits und 12 bzw. 24 kHz andererseits sind. Filter 10, 11 und 12 trennen die Welle mit der Frequenz 96, diejenige mit der Frequenz 120 und die mit der Frequenz 132 kHz. Man erhält so die oberen Trägerfrequenzen.

Anstelle eines Generators, der eine Wele von 108 kHz liefert, kann man auch einen Generator verwenden, der eine Welle von 120 kHz liefert. In diesem Falle führt man an dieser Welle drei aufeinanderfolgende Modulationen mit einer Trägerwelle von der Frequenz 36 kHz durch, woraus sich die Welle von 12 kHz ergibt. Mit dieser Welle speist man einen Verdoppler und einen mit diesem in Reihe angeordneten Modulator, der ebenfalls mit der Welle von 12 kHz gespeist wird. Man erhält so die Frequenz 36 kHz, die zur Modulation der Steuerfrequenz benötigt wird.

Man kann auch einen Generator verwenden, der eine Welle von 132 kHz liefert. An dieser Welle führt man dann zwei aufeinanderfolgende Modulationen mit einer Trägerwelle der Frequenz 60 kHz durch und erhält so die Welle mit 12 kHz. Mit dieser Welle speist man zwei Verdoppler und einen Modulator, die in Reihe angeordnet sind, wobei der Modulator ebenfalls durch die Welle mit 12 kHz gespeist wird. Man erhält so die Welle mit 60 kHz.

Wenn das Zwischen-Frequenzband das Band 12-24 kHz ist, sind die unteren Frequenzen 12, 16 und 20 kHz und die oberen

Frequenzen 84, 96, 108 und 120 kHz.

Nimmt man beispielsweise als Steuerfrequenz 84 kHz, so kann man die Frequenz 12 kHz durch einen Modulator erhalten, der ebenfalls mit 96 kHz gespeist wird, wobei man diese Frequenz 96 kHz durch drei aufeinanderfolgende Verdopplungen der Frequenz 12 kHz erhält.

Die Frequenzen 108 und 120 kHz kann man durch einen Modulator erhalten, der mit 84 und 24 kHz für die eine und 96 und 24 kHz für die andere gespeist wird.

Die Frequenzen 16 und 20 kHz kann man durch Vermittlung der Frequenz 32 kHz erhalten, die selbst durch Verdopplung von 16 kHz erzielt wird, wobei diese Frequenz selbst durch einen mit 32 und 48 kHz gespeisten Modulator erzeugt wird.

Es lassen sich also, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, zahlreiche Anordnungen herstellen, die für verschiedene Gruppenbildungen der Kanäle geeignet sind.

Bei diesen Ausführungen können mehrere Modulatoren oder Verdoppler miteinander kombiniert werden, wobei die Filterkreise beispielsweise durch passend ausgeführte Transformatoren gebildet werden können. Es ist so beispielsweise möglich, die gesamte Generatoranordnung, einschliesslich des Generators der Steuerfrequenz, in einem einzigen Gehäuse von beschränkten Abmessungen unterzubringen.

Claims (2)

1) Anordnung zur Erzeugung von Trägerfrequenzen für Trägerfrequenz-Vielfachtelephonie mit doppelter Modulation, bei welcher die Telephoniekanäle zunächst einer Frequenzumsetzung unterworfen und in Untergruppen von beispielsweise drei Kanälen in einem Band von verhältnismässig niedrigen Frequenzen, z. B. 12-24 oder 24-36 oder 36-48 kHz, mittels einer ersten Modulation durch eine erste Gruppe von Unterträgerwellen mit Frequenzen, die ganze Vielfache ein und derselben Grundfrequenz, z. B. 4 kHz, sind, untergebracht werden, wobei diese Telephoniekanäle dann in ihre endgültigen Lagen, z. B. in das Band 60-108 kHz, durch eine zweite Modulation gebracht werden, welche die Untergruppen gemeinsam umsetzt und Hilfsträgerfrequenzen verwendet, die ein Vielfaches der Grundfrequenz sind, und diese Anordnung an einen Generator einer verhältnismäßig hohen Steuerfrequenz von z. B. 108 kHz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kette von Modulatoren umfasst, die einerseits von dem Steuerfrequenzgenerator und andererseits mit einer Frequenz gespeist werden, die ein Vielfaches der Grundfrequenz ist, und dass die letztere Frequenz durch eine Kette von Frequenzverdopplern erhalten wird, die von dem Ausgang der Modulatorenkette gespeist wird und deren Ausgang rückwärts diese Modulatorenkette speist, derart, daß die Anordnung zugleich eine Unterträgerfrequenz, die ein Vielfaches der Grundfrequenz, z. B. 12 kHz, ist und Frequenzen erzeugt, die Vielfache dieser Unterträgerfrequenz sind, wobei Frequenzwechsler und Verdoppler die gewünschten Unterträger- frequenzen oder Hilfsträgerfrequenzen erzeugen.

2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Steuerfrequenzgenerators einer der höheren Trägerfrequenzen, z. B. 108 kHz, gleich ist und vorzugsweise gleich einem ungeraden ganzen Vielfachen einer der Unterträgerfrequenzen, z. B. 12 kHz.