Vorrichtung zur Übertragung analoger Signale mittels Pulscodemodulation
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung analoger Signale mittels Pulscodemodulation, bei welcher der Sender mit einem Analog-Digital Umsetzer versehen ist, der in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die in Codierungseinheiten gemessene Grösse des Analogsignals in Codegruppen mit einer Anzahl Impulsen von unterschiedlichem Gewicht umsetzt, die durch ihre An- und Abwesenheit die Grösse des Analogsignals in Codierungseinheiten kennzeichnen und wobei der Sender zur Dynamikkompression weiter mit einem an den Analog-Digital-Umsetzer angeschlossenen Dynamikregler versehen ist, während der Empfänger einen Digital-Analog-Umsetzer enthält, der die ihm zugeführten Codegruppen in die durch diese Codegruppen gekennzeichneten Signalwerte umsetzt,
und weiter zur Dynamikexpansion mit einem an den Digital Analog-Urnsetzer angeschlossenen Dynamikregler versehen ist.
Für Pulscodemodulationsübertragung werden in der Praxis im wesentlichen zwei Übertragungsweisen angewandt, wobei nach der einen Übertragungsweise das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Codegruppe um einen Gewichtsfaktor 2 abnimmt, während bei der anderen Übertragungsweise das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Codegruppe um einen Gewichtsfaktor 2 zunimmt. So kennzeichnen in aus 5 Impulsen bestehenden Codegruppen nach der ersten Übertragungsweise die aufeinanderfolgenden Impulse in Codierungseinheiten E einen Signalwert 24E, 23E, e2E, 21E, 20E, während nach der zweiten tZbertra- gungsweise die aufeinanderfolgenden Impulse einen Signalwert von 20E, 2tE, 22E, 23E, 24E kennzeichnen.
So wird beispielsweise ein Signalwert von 24E nach der ersten Übertragungsweise durch die Anwesenheit der beiden ersten Impulse gekennzeichnet und bei der zweiten Übertragungsweise durch die Anwesenheit der beiden letzten Impulse.
Bei Pulscodemodulation im allgemeinen entstehen infolge der Amplitudenquantisierung Abweichungen zwischen der empfangsseitig wiedergegebenen Signalspannung und der ursprünglichen Signalspannung, welche Abweichungen das sogenannte Quantisierungsrauschen verursachen; insbesondere bei einer verhältnismässig niedrigen Signalspannung oder bei einem niedrigen Signalpegel ist dieses Quantisierungsrauschen störend merkbar, wobei ausserdem wegen der Amplitudenquantisierung die Übertragung der niedrigen Signalpegel ungenau ist.
Besonders zur Verringerung dieser Qualitätsbeeinflussung bei niedrigen Signalpegeln wird dabei in den heutigen Übertragunssystemen für Pulscodemodulation oft eine Dynamikregelung unter Verwendung von Dynamikreglern angewandt, die sendeseitig an den Analog-Digital-Umsetzer und empfangsseitig an den Digital-Analog-Umsetzer angeschlossen sind; insbesondere werden bei den modernen Übertragungssystemen für Pullscodemodulation für eine momentane Kompressionsbzw. Expansionsregelung feste Netzwerke mit einer Amplitudenkennlinie verwendet, deren Neigung bei bestimmten Signalwerten diskontinuierlich schwankt, eine sogenannte Strecken- oder abschnittsweise lineare Kenn- linie.
Einerseits soll zur Vermeidung nicht-linearer Verzerrungen bei diesen bekannten Übertragungssystemen besonders darauf geachtet werden, dass über den ganzen Regelbereich von beispielsweise 30 dB die Amplitudenkennlinien dieser Netzwerke sende- und empfangsseitig untereinander genau reziprok verlaufen, während andererseits diese Dynamikregelung gegen Störungen in der Übertragungsstrecke äusserst empfindlich ist, wodurch die Störungsempfindlichkeit des ganzen tSbertra- gungssystems vergrössert wird. So wurde beispielsweise bei eingehenden Störungsmessungen festgestellt, dass bei Störungsraten von 10-3 oder 10-2 bereits eine deutlich wahrnehmbare Qualitätsbeeinflussung auftrat.
Die Erfindung bezweckt, eine andere Konzeption einer Übertragungsvorrichtung des eingangs erwähnten Typs und der dabei zu verwendenden Sender und Empfänger zu schaffen, bei dem zusammen mit einem äusserst einfachen Aufbau die störende Beeinflussung des Quantisierungsrauschens durch Steigerung des Kom pressionsgrades in beträchtlichem Masse verringert wird, und bei dem trotz dieses hohen Kompressionsgrades die zu übertragenden Signale empfangsseitig genau wieder gewonnen werden, während weiter die Störungsemp findlichkeit verbessert und nicht-lineare Verzerrungen vermieden werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist das Kennzeichen auf, dass sendeseitig an den Analog-Digital-Um setzer ein Pegelsignalgenerator zur Erzeugung eines den
Pegel des übertragenen Signals kennzeichnenden Pegel signals angeschlossen ist, wobei am Ausgang des Ana log-Digital-Umsetzers und empfangsseitig am Eingang des Digital-Analog-Umsetzers ein Regelkreis mit einer darin aufgenommenen, normalerweise gesperrten Tor schaltung angeordnet ist, die im Rhythmus der Codegruppen, wenigstens während des Impulses mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen, geöffnet wird, und weiter am Ausgang der Torschaltung ein Integrator zur Erzeugung eines Regelsignals angeordnet ist,
welches
Regelsignal sendeseitig über den Regelkreis für Dynamikkompression dem an den Analog-Digital-Umsetzer angeschlossenen Dynamikregler und empfangsseitig über den Regelkreis für Dynamikexpansion dem an den Digital-Analog-Umsetzer angeschlossenen Dynamikregler zugeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 und Fig. 2 Blockschaltbilder eines bekannten Senders bzw. Empfängers für Pulscodemodulation,
Fig. 3 und Fig. 4 Blockschaltbilder eines Senders bzw. Empfängers für Pulscodemodulation nach der Erfindung,
Fig. 5 einige Signal-Rauschkennlinien zur Erläute rung der vorstehend angegebenen Vorrichtungen,
Fig. 6 und Fig. 7 eine Variante des in Fig. 3 und Fig.
4 dargestellten Senders und Empfängers,
Fig. 8 und Fig. 9 sowie Fig. 10 und Fig. 11 eine detaillierte Darstellung eines Senders und Empfängers,
Fig. 12 und Fig. 13 einen Sender bzw. Empfänger für Zeitmultiplexübertragung.
Bei dem in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellten benannten Sender für Pulscodemodulation zur Übertra- gung von aus 7 Impulsen bestehenden Codegruppen werden die einem Mikrophon 1 entnommenen Gesprächssignale im Bereich von 300-3400 Hz über einen Differentiator 2 und einen Niederfrequenzverstärker 3 einer Bemusterungsvorrichtung zugeführt, die im Rhythmus der Codegruppen, beispielsweise mit einer Frequenz von 8 kHz, durch Bemusterungsimpulse eines Steuerim pulsgenerators 5 gesteuert wird.
Der Sender ist weiter mit einem durch eine Steuervorrichtung 6 gesteuerten Analog-Digital-Umsetzer 7 versehen, wobei die Steuervorrichtung 6 Steuerimpulse für den Analog-Digital-Umsetzer 7 liefert, die im Rhythmus der Impulse in einer Codegruppe auftreten und durch ihre Amplitude die Codierungseinheit E des Analog-Digital-Umsetzers kennzeichnen. Die Steuervorrichtung 6 des Analog-Digital-Umsetzers 7 wird durch die Impulse von 8 kllz des Steuerimpulsgenerators 5 gesteuert, die gegenüber den Bemusterungsimpulsen über einen geeigneten Zeitintervall verschoben sind.
Beim jeweiligen Auftritt eines Bemusterungsimpulses des Steuerimpulsgenerators 5 liefert die Bemusterungsvorrichtung 4 eine Bemusterung des zu übertra- genden Gesprächssignals, wobei die Bemusterung im Analog-Digital-Umsetzer 7 in eine aus 7 Impulsen be stehende Codegruppe umgesetzt wird, deren Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse um einen Faktor 2 abnimmt, so dass die aufeinderfolgenden Impulse in Co dierungseinheiten E Signalwerte von 26E, 25E, 24E...
2OE kennzeichnen. Insbesondere wird im Analog-Digital
Umsetzer 7 die Grösse der in Codierungseinheiten ge messenen Bemusterung im Zeitpunkt des ersten Steuer impulses mit dem Signalwert 26E verglichen, wobei für den Fall, dass die Bemusterung grösser ist als der Si gnalwert 26E, ein Impuls ausgesandt und der Signalwert 26E von der Bemusterung abgezogen wird, während für den Fall, dass die Bemusterung kleiner ist als der Si gnalwert 26E, kein Impuls ausgesandt wird; beim folgen den Steuerimpuls erfolgt auf dieselbe Weise ein Ver gleich mit dem Signalwert 25E usw., bis nach dem 7. Steuerimpuls die vollständige Codegruppe aufgebaut ist.
Nach Verstärkung in einem Endverstärker 8 werden die auf diese Weise erzeugten Codegruppen über eine Übertragungsleitung 9 ausgesandt.
Fig. 2 zeigt einen mit dem Sender nach Fig. 1 zu sammenarbeitenden Empfänger, bei dem die über die Leitung 9 eingetroffenen Impulse nach Pulserzeugung nach Form und Auftrittszeitpunkt in einem Impulsgenerator 10 einem Digital-Analog-Umsetzer 11 zugeführt werden, dem zugleich Steuerimpulse einer Steuervor richtung 12 zugeführt sind, welche Steuerimpulse im Rhythmus der Impulse in einer Codegruppe auftreten und durch ihre Amplitude die Codierungseinheit des Digital-Analog-Umsetzers kennzeichnen.
Die Steuervorrichtung 12 des Digital-Analog-Umsetzers 11 wird dabei durch die Impulse eines Steuerimpulsgenerators 13 ge steuert, der im Rhythmus der Codegruppen von 8 kHz synchronisiert wird, beispielsweise mittels eines mit den
Codegruppen mitgesandten Synchronimpulses oder auf eine andere bekannte Weise; die Synchronisierung des Steuerimpulsgenerators 13 ist zum guten Verständnis der Erfindung unwichtig, weshalb darauf nicht näher eingegangen wird.
Beim jeweiligen Auftritt einer Codegruppe werden im Digital-Analog-U3msetzer 11 die in dieser Codegruppe vorhandenen Impulse ihrem Gewicht entsprechend zusammengefügt und auf diese Weise entsteht am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 11 ein durch diese Codegruppe gekennzeichnetes Analogsignal, das zur weiteren Verarbeitung einer Bemusterungsvorrichtung 14 zugeführt wird, die durch die Impulse des Steuerimpulsgenerators 13 gesteuert wird. Am Ausgang der Be musterungsvoruchtung 14 entsteht auf diese Weise nach jeder Codegruppe eine Bemusterung des am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers 11 auftretenden Signals, welche Bemusterungen nach Verstärkung in einem Verstärker 15 über einen Integrator 16 und ein Tiefpassfilter 17 einer Wiedergabevorrichtung 18 zugeführt werden.
Für die bisher angegebene Übertragungsvorrichtung der Pulscodemodulation ist in Fig. 5 durch die Kurve a in dB-Skala das S/R-Verhältnis zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen in Abhängigkeit von der Signalpegel-Abnahme angegeben. Das Quantisierungsrauschen ist unabhängig vom Signalpegel und in absoluter Grösse praktisch konstant, d. h. dass das Verhältnis zwischen dem Signalpegel und dem Quantisierungsrauschen von maximalem Signalpegel nach minimalem Signalpegel gehend praktisch linear abnimmt. Für Pulscodemodulation gilt bei einem maximalen Signalpegel für das Verhältnis zwischen Signal- und Quantisie rungsrauschen in der dB-Skala die einfache Formel 6n t 2, wobei n die Impulszahl in einer Codegruppe darstellt, und sie beträgt somit bei aus 7 Impulsen zusammengestellten Codegruppen 44 dB.
Wie aus dem durch die Kurve a angegebenen Zusammenhang zwischen dem Signal-Quantisierungsrauschverhältnis S/R und dem Signalpegel hervorgehen dürfte, wird bei niedrigem Signalpegel das Quantisierungsrauschen besonders störend: so wird es beispielsweise bei einem restlichen Signal-Rauschverhältnis von etwa 15 dB für die Praxis als unzulässig betrachtet.
Zur Verringerung dieser störenden Beeinflussung der Qualität der niedrigeren Signalpegel durch das Quantisierungsrauschen ist im Sender nach Fig. 1 an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers 7 und im Empfänger nach Fig. 2 an den Ausgang des Digital-Analog Umsetzers 11 ein Dynamikregler 19 bzw. 20 angeschlossen, wobei diese Dynamikregler eine momentane Kompression bzw. Expansion der daran zugeführten Analogsignale verursachen. Gemäss den heute üblichen modernen Techniken werden dazu als Dynamikregler 19 bzw.
20 feste Netzwerke mit derartigen Amplitudenkennlinien verwendet, dass die Neigung bei bestimmten Signalwerten diskontinuierlich verläuft, wobei zugleich die Anforderung gestellt werden muss, dass die Amplitudenkennlinien beider Dynamikregler 19 bzw. 20 untereinander genau reziprok verlaufen, um nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden. Zur Erläuterung ist in Fig. 1 durch 21 die Amplitudenkennlinie des Dynamikreglers 19 und in
Fig. 2 durch 22 die des Dynamikreglers 20 schematisch dargestellt.
Von dieser bekannten Vorrichtung ist in Fig. 5 durch die Kurve b das Verhältnis S/R zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen in Abhängigkeit vom Signalpegel angegeben. Zu den niedrigeren Signalpegeln hin wird durch die Anwendung der Dynamikreg ler 19, 20 die störende Beeinflussung des Quantisierungsrauschens beträchtlich verringert, aber diese Verbesserung der störenden Beeinflussung bei den niedrigeren Signalpegeln verursacht eine Verschlechterung des Quantisierungsrauschens bei den höheren Signalpegeln, insbesondere beim maximalen Signalpegel um etwa 13 dB, während ausserdem diese Dynamikregelung gegen Störungen in der Übertragungsstrecke äusserst empfind lichist.
Bei der vorliegenden Vorrichtung werden diese Unzulänglichkeiten in der bekannten Vorrichtung, u. a.
Verschlechterung des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen, die äusserst kritische Einstellung der Amplituderkennlinien beider Dynamikregler über den ganzen Dynamikregelbereich sowie die grosse Störungsempfindlichkeit durch das in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte Übertragungssystem ausgeschaltet, wobei Fig. 3 den Sender und Fig. 4 den Empfänger zeigt. Der Fig. 1 und 2 entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern angedeutet.
Insbesondere ist im Sender nach Fig. 3 an den Analog-Digital-Umsetzer 7 ein Pegelspannungsgenerator 23 angeschlossen, der zur Erzeugung eines den Pegel des zu übertragenden Gesprächssignals kennzeichnenden Pegelsignals dient, wobei am Ausgang des Analog-Digital Umsetzers 7 ein Regelkreis 24 mit einem darin aufgenommenen normalerweise gesperrten Tor 25, das im Rhythmus der Codegruppen während des Impulses mit dem grössten Gewicht freigegeben wird, und weiter am Ausgang des Tores 25 ein Integrator 26 mit einer Grenzfrequenz in der Grössenordnung der niedrigen Frequenzen des Pegelsignals, beispielsweise 20 Hz, zur Erzeugung einer Regelspannung angeordnet ist, wobei dle Regelspannung über den Regelkreis 24 für Dyna mikkompression in Rückwärtsregelung einem an den Analog-Digital-Umsetzer 7 angeschlossenen Dynamikregler 27 zugeführt wird.
In der dargestellten Ausführungsform wird der Dynamikregler 27 durch einen in den Steuerkreis 6 des Analog-Digital-Umsetzers 7 aufgenommenen Amplitudenmodulator gebildet, der die Amplitude der Steuerimpulse und somit die Codierungseinheit des Analog-Digital-Umsetzers 7 steuert, während der Pegelspannungsgenerator 23 durch einen Gleichrichter 28 und ein Tiefpassfilter 29 gebildet wird, dessen Ausgangsspannung nach Zusammenfügung mit den zu übertragenden Gesprächssignalen im Bereich von 300-3400 Hz in einer Zusammenfügungsvorrichtung 30 über die Bemusterungsvorrichtung 4 dem Eingang des Analog-Digital Umsetzers 7 zugeführt wird. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters beträgt beispielsweise 100 Hz.
Beim jeweiligen Auftritt eines Impulses mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen wird das Tor durch die Impulse des Steuerimpulsgenerators 5, die als Torimpulse dem Tor 25 zugeführt werden, freigegeben und auf diese Weise entsteht durch Integration der dem Tor 25 entnommenen Impulse im Integrator 26 eine Regelspannung, die als Modulationsspannung dem Am plitudenmodulator 27 zugeführt wird, so dass die Steuerimpulse des Analog-Digital-Umsetzers 7 in Grösse mit der erzeugten Regelspannung variieren werden.
Für eine empfindliche Regelung ist es vorteilhaft, dass die Amplitude der dem Amplitudenmodulator 27 entnommenen Steuerimpulse der im Integrator 26 erzeugten Regelspannung praktisch proportional ist, welches Ziel auf einfache Weise dadurch erreicht wird, dass dem Amplitudenmodulator 27 über einen Widerstand 31 ebenfalls eine konstante Bezugsspannung als Modulationsspannung zugeführt wird, deren Grösse derart eingestellt ist, dass beim Fehlen der Regelspannung des Integrators 26 die Amplitude der Steuerimpulse grösstenteils, beispielsweise bis auf 1 bis 2 O/o, verringert ist.
Wird in der beschriebenen Vorrichtung dem Analog-Digital-Umsetzer 7 statt eines Gesprächssignals eine Gleichspannung in Fonn eines konstanten Pegelsignals mit einer Amplitude grösser als der durch den Impuls mit dem grössten Gewicht einer Codegruppe gekennzeichnete Amplitudenwert, so werden durch den aufeinanderfolgenden Amplitudenvergleich im Analog-Digital-Umsetzer 7 auf die bereits im obenstehenden erläuterte Weise die Codegruppen gebildet werden, wobei für den Fall, dass ein Impuls mit dem grössten Gewicht auftritt, dieser über das Tor 25 dem Integrator 26 zugeführt wird.
Beim jeweiligen Auftritt eines Impulses am Integrator 26 nimmt die Regelspannung am Integrator 26 um einen bestimmten Wert zu und dementsprechend über den Amplitudenmodulator 27 ebenfalls die der Regelspannung des Integrators 26 praktisch proportionale Codierungseinheit, bis bei der vergrösserten Codierungseinheit das konstante Pegelsignal kleiner ist als der durch den Impuls mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe gekennzeichnete Signalwert.
Der Impuls mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe wird dann nicht mehr ausgesandt, die Regelspannung des Integrators 26 sinkt und somit auch die Codierungseinheit, was sich so lange fortsetzt, bis bei dieser herabgesetzten Codierungs- einheit der Impuls mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe einen Signalwert kleiner als das konstante
Pegelsignal kennzeichnet, wonach der Impuls mit dem grössten Gewicht wieder ausgesandt wird und sich der oben beschriebene Vorgang wiederholt.
In den durch den Analog-Digital-Umsetzer 7 er zeugten aufeinanderfolgenden Codegruppen bei der Übertragung einer konstanten Pegelspannung ist dann der Impuls mit dem grössten Gewicht wohl oder nicht vorhanden; insbesondere wird in den erzeugten Code gruppen die Anwesenheit eines Impulses durch eine 1 und die Abwesenheit durch eine 0 angedeutet, dann werden im dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem aus 7 Impulsen zusammengestellte Codegruppen ausge sandt werden und der erste Impuls in der Codegruppe das grösste Gewicht aufweist, die Codegruppen (1000000) und (0111111) erzeugt werden, die in Codie rungseinheiten Signalwerte von 64 bzw. 63 kennzeich nen.
In Wirklichkeit ist durch die Anwendung der Mass nahmen nach der Erfindung erzielt worden, dass für den
Impuls mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen der Analog-Digital-Umsetzer 7 zugleich einen Teil einer
Schleife vom Pulsdeltamodulationstyp bildet, die weiter durch das Tor 25, den Integrator 26 und den Amplitu denmodulator 27 gebildet wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird nämlich beim jeweiligen Auftritt des Impulses mit dem grössten Gewicht in einer Code gruppe das Pegelsignal des Pegelsignalgenerators 23 im Analog-Digital-Umsetzer mit der den Amplitudenmodulator 27 entnommenen Codierungseinheit multipliziert mit einem konstanten Faktor amplitudenmässig vergli chen, wobei abhängig von der Polarität des Spannungsunterschiedes bei diesem Amplitudenvergleich ein Impuls ausgesandt oder unterdrückt wird, welche Impulse zugleich über das Tor 25 dem Integrator 26 zugeführt werden.
Die beschriebene Schleife weist dabei die Neigung auf, den erwähnten Spannungsunterschied beim Amplitudenvergleich auf 0 zurückzubringen, wodurch das dem Integrator 26 entnommene Regelsignal und somit auch die dem Amplitudenmodulator 27 entnommene Codierungseinheit, abgesehen von einem konstanten Multiplikationsfaktor, eine quantitative Annäherung der Pegelspannung bildet. Anders gesagt und in einem Zeitdiagramm dargestellt, schwankt die um einen konstanten Faktor multiplizierte Regelspannung des Integrators 26 um die konstante Pegelspannung.
Wenn die Pegelspannung erhöht wird, wird dadurch die Regelspannung des Integrators 26 praktisch direkt porportional zu dieser Erhöhung der Pegelspannung variierend und somit auch die Codierungseinheit, während zur Erzeugung dieser erhöhten Pegelspannung die Anzahl pro Zeiteinheit dem Integrator 26 zugeführter Impulse ebenfalls zunehmen wird. Umgekehrt wird bei einer Senkung der Pegelspannung die Codierungseinheit praktisch direkt proportional zu dieser Senkung der Pegelspannung abnehmen, ebenso wie die Anzahl pro Zeiteinheit dem Integrator über das Tor 25 zugeführter Impulse.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Codierungseinheit praktisch direkt proportional zur Pegelspannung variiert, während die Grösse der Pegelspannung durch die Anzahl je Zeiteinheit durch das Tor 25 durchgelassener Impulse, die in den Codegruppen die Impulse mit dem grössten Gewicht darstellen, gekennzeichnet wird.
Wird nun die durch das Pegel signal im Frequenbereich von 0-100 Hz gebildete Gleichspannung in der Zusammenfügungsvorrichtung mit einer Wechselspannung in Form eines Gesprächssignals im Frequenzbereich von 300-3400 EIz zusammengefügt, so hat diese Wechselspannung praktisch keinen Einfluss auf die Grösse der Regelspannung des Integrators 26 und somit auch nicht auf die Codierungseinheit, während die Grösse der Codierungseinheit, wie zuvor, durch die Anzahl je Zeiteinheit durch das Tor 25 durchgelassener Impulse gekennzeichnet wird.
Der Umstand, dass die Codierung mit einer Codierungseinheit erfolgt, die praktisch direkt proportional zu dem zu Gesprächssignal gehörenden Pegel ist, oder was auf dasselbe hinaus geht, die Kompression im Dynamikregelbereich sehr hoch ist, ergibt über den ganzen Dynamikregelbereich von bei spielsweise 40 dB eine sehr genaue Codierung.
Durch Anwendung der beschriebenen Massnahmen wird erzielt, dass die durch den Analog-Digital-Umsetzer 7 erzeugten Codegruppen zwei Informationen des zu übertragenden Gesprächssignals enthalten, denn die Codegruppen kennzeichnen nämlich den Verlauf des Gesprächssignals und die Anzahl je Zeiteinheit auftretender Impulse mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen den Pegel der Gesprächssignale, wodurch es ermöglicht wird, die zu übertragenden Signale empfangsseitig mit grosser Genauigkeit zu reproduzieren. Für die Einstellung des Analog-Digital-Umsetzers 7 ist an die Zusammenfügungsvorrichtung 30 noch eine einstellbare Gleichspannungsquelle 32 angeschlossen.
In dem in Fig. 4 dargestellten zusammenarbeitenden Empfänger werden die beiden Informationen der Codegruppen benutzt, um die zu übertragenden Gesprächssignale wiederzugewinnen. Die dem Impulsregenerator 10 entnommenen Codegruppen werden einerseits dem Digital-Analog-Umsetzer 11 und andererseits einem Regelkreis 33 zugeführt, der zur Dynamikexpansion die Codierungseinheit des Digital-Analog-Umsetzers 11 in Vorwärtsregelung steuert.
Der Aufbau des Regelkreises 33 entspricht dem des sendeseitigen Regelkreises 24, wobei der Regelkreis 33 insbesondere ein normalerweise gesperrtes Tor 34, das beim jeweiligen Auftritt eines Impulses mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe durch einen Torimpuls des Steuerimpulsgenerators 13 geöffnet wird, einen Integrator 35 mit derselben Grenzfrequenz wie die des sendeseitigen Integrators 26 und einen in den Steuerkreis 12 des Digital-Analog-Umsetzers 11 aufgenommenen Amplitudenmodulator 36, dem über den Widerstand 37 zugleich eine konstante Bezugsspannung als Modulationsspannung zugeführt wird, enthält.
In der dargestellten Vorrichtung sorgen die durch das Tor 34 durchgelassenen Impulse mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen, deren Anzahl pro Zeiteinheit den durch das sendeseitige Tor 25 durchgelassenen Impulsen genau entspricht, nach Integration im Integrator 35 über den Amplitudenmodulator 36 für einen genauen Gleichlauf der Grösse der empfangsseitigen Decodierungseinheit mit der Grösse der sendeseitigen Codierungseinheit, welche letztere, wie im vorstehenden erläutert wurde, dem Pegel der zu übertragenden Gesprächssignale praktisch proportional ist.
Dadurch wird nicht nur die Genauigkeit der Wiedergabe beträchtlich verbessert, aber auch das störende Quantisierungsrauschen bei den niedrigeren Signalamplituden wird in beträchtlichem Masse verringert, denn bei Verringerung des Gesprächspegels um einen bestimmten Faktor wird die Amplitude der Decodierungseinheit verhältnismässig erniedrigt werden, was bedeutet, dass die Amplitude des Quantisierungsrauschens ebenfalls um denselben Faktor abgenommen hat.
In Fig. 5 ist das Verhältnis S/R zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen in Abhängigkeit vom Signalpegel für die Vorrichtung nach der Erfindung durch die Kurve c angegeben, welche die beträchtliche Verbesserung des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen gegenüber dem des bekannten Übertragungssystems nach Fig. 1 und Fig. 2 am deutlichsten darstellt. So tritt beispielsweise im Vergleich mit dem Übertragungssystem nach Fig. 1 und 2 ohne Dynamikregler 19, 20 (Kurve a) zu den niedrigeren Signalamplituden hin kein Abfall des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen auf, und im Vergleich mit dem Übertragungssystem mit Amplitudenreglern 19, 20 (Kurve b) ist über den ganzen Dynamikregelbereich eine Verbesserung um 13 dB realisiert.
Gleichzeitig stellt es sich heraus, dass das erfindungsgemässe Übertragungssystem keine nicht-linearen Verzerrungen aufweist, und die Störungsempfindlichkeit wird sehr klein, wobei insbesondere eine Störungsrate von 10- oder 10-s in der Übertragungsstrecke keinen Einfluss auf die angegebene Dynamikregelung ausübt.
Unter Beibehaltung aller Vorteile für Pulscodemodulationsübertragung werden die Nachteile weitgehend verringert, was eine bedeutende Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von Pulscodemodulationsübertragung zur Folge hat. So bedeutet die Verbesserung um 13 dB im Verhältnis zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen gegenüber dem jetzt oft angewandten Übertragungssystem nach Fig.
1 und 2, dass die Anzahl Impulse in den Codegruppen zur Erhaltung desselben Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen wie bei der bekannten Vorrichtung um 2 verringert werden kann, wodurch einerseits die angewandten Analog-Digital-Umsetzer und die Digital-Analog-Umsetzer in bedeutendem Masse vereinfacht werden, was letzten Endes zu einer Apparaturvereinfachung führt, während anderseits bei Zei,tmultiplex- übertragung durch die Erniedrigung der Anzahl Impulse in den Codegruppen um 2 die Anzahl Zeitsultiplex- kanäle und somit die Übertragungskapazität um 30 bis 40 O/o vergrössert wird.
Bei einer anderen Anwendungsmöglichkeit stellt es sich heraus, dass es sogar möglich ist, mit aus 3 Impulsen zusammengestellten Codegruppen noch eine Gesprächsübertragung mit vorzüglicher Verständlichkeit zu verwirklichen, denn das Verhältnis S/R zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen beträgt nach der vorstehend erwähnten Formel 6n + 2, in diesem Fall 20 dB, welcher Wert über den ganzen Dynamikre- gelbereich praktisch konstant bleibt. Überraschend ist dabei die besonders einfache Verwirklichung dieser hervorragenden Verbesserung.
In der dargestellten Pulscodemodulationsübertragungsvorrichtung können der sendeseitige Integrator 26 und der empfangsseitige Integrator 35 aus nur einem aus einem Widerstand 38 bzw. 39 und einem Kondensator 40 bzw. 41 bestehenden Glied gebildet werden, wobei die Grenzfrequenz vorzugsweise in der Grössenordnung der niedrigen Frequenzen im Pegelsignal, beispielsweise 20 Hz, ist.
Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass es für eine genaue Dynamikregelung vorteilhaft ist, mit dem Integrator 38, 40 bzw. 39, 41 ein zweites Glied in Kaskade zu schalten, dessen Grenzfrequenz höher ist als die des ersten Gliedes, aber höchstens den niedrigen Signalfrequenzen, beispielsweise 150 Hz, gleich ist, insbesondere wird dieses zweite Glied durch einen Längswiderstand 42 bzw. 43 und eine aus der Reihenschaltung aus einem Kondensator 44 bzw. 45 und einem Koppelwiderstand 46 bzw. 47 bestehende Querimpedanz gebildet. Der Koppelwiderstand 46 bzw. 47 sorgt dafür, dass ein Teil der Ausgangsspannung des ersten Gliedes 38, 40 bzw. 39, 41 zusammen mit der am Kondensator 44 bzw. 45 auftretenden Integrationsspannu:g zwischen den Ausgangsklemmen auftritt.
Eine günstige Bemessung der Elemente des obengenannten Doppelintegrators ist wie folgt: Widerstand 38, 39: 800 kQ Kondensator 40,41:0,01 uF Widerstand 42, 43: 100 kQ Kondensator 44,45:0,01 uF Widerstand 46, 47: 8 kQ
Bei weiteren Untersuchungen der Pulscodemodulationsvorrichtung wurde noch der Einfluss untersucht, wenn ausser dem Impuls mit dem grössten Gewicht weitere Impulse aus den Codegruppen zur Dynamikregelung verwendet werden, insbesondere der Impuls mit dem zweitgrössten Gewicht.
Dieses Ziel wird beispielsweise auf die in Fig. 3 und Fig. 4 durch gestrichelte Linien dargestellte Weise, und zwar dadurch erreicht, dass diese Impulse, deren Gewicht um einen Faktor 2 kleiner sind als die Impulse mit dem grössten Gewicht, mit Hilfe eines durch den Steuerimpulsgenerator 5 bzw. 13 gesteuerten Tores 48 bzw. 49 selektiert und über ein Dämpfungsnetzwerk 50 bzw. 51 mit einer Dämpfungszahl 2 dem Integrator 26 bzw. 35 zugeführt werden. Die Dynamikregelung erhält dadurch einen viel weniger steilen Verlauf, was in den Signal-Rauschkennlinien nach Fig. 5 zu dem durch die gestrichelte Kurve d dargestellten Verlauf des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen führt, welche Kurve d zu den niedrigeren Signalpegeln hin abfällt.
Zwar ist hier eine Verbesserung gegenüber den Kurven a und b der bekannten Vorrichtungen erhalten, aber diese Verbesserung ist geringer als die des obenstehend beschriebenen Übertragungssystems (Kurve c), bei dem ausschliesslich der Impuls mit dem grössten Gewicht verwendet ist. Bei Verwendung weiterer Impulse in den Codegruppen zur Dynamikregelung wird der Abfall des Verhältnisses zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen zu den niedrigeren Signalpegeln hin vergrössert.
Es ist bemerkenswert, dass hier ein optimaler Effekt mit einer einfachsten Ausführung der Apparatur einhergeht.
Vollständigkeitshalber sei hier noch bemerkt, dass die Regelung mit den beiden Impulsen mit dem grössten Gewicht auch dadurch erfolgen kann, dass diese beiden Impulse im Tor 25 bzw. 34 selektiert und über einen Digital-Analog-Umsetzer für Codegruppen mit 2 Impulsen dem Integrator 26 bzw. 35 zugeführt werden.
Fig. 6 und 7 zeigen eine Abwandlung des in Fig. 3 und 4 dargestellten Senders bzw. Emfängers. Entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern angedeutet.
Der in Fig. 6 dargestellte Sender für Pulscodemodulation weicht in der Ausbildung des Pegelgenerators von dem in Fig. 3 dargestellten Sender ab. Insbesondere werden die dem Niederfrequenzverstärker 3 entnommenen Gesprächssignale zur Erzeugung eines zwe,iweg- gleichgerichteten Gesprächssignals, das ohne Glättung über die Bemusterungsvorrichtung 4 dem Analog-Digital-Umsetzer 7 zugeführt wird, einem Zwciweggleichrich- ter zugeführt. Deutlichkeitshalber ist in der Figur durch 53 das Ausgangssignal des Zweiweggleichrichters 52 angegeben.
Um die Polarität des Gesprächssignals auf den Empfänger zu übertragen, wird das dem Niederfrequenzverstärker 3 entnommene Gesprächssignal nach Begrenzung in einem Begrenzer 54 einem durch den Steuerimpulsgenerator 5 gesteuerten Impulsmodulator 55 zugeführt, der beispielsweise nur bei einer positiven Polarität des Gesprächssignals einen Impuls liefert, der mit den durch den Analog-Digital-Umsetzer 7 erzeugten Codegruppen in einer Zusammenfügungsvorrichtung 56 zusammengefügt wird. Diese die Polarität der zu übertragenden Signale kennzeichnenden Impulse oder kurz die Polaritätsimpulse werden jeweils vor den durch den Analog-Digital-Umsetzer 7 erzeugten Codegruppen übertragen.
In der dargestellten Vorrichtung wird durch die Zwehveggleichrichtung im Zweiweggleichrichter 52 ein die zu übertragenden Gesprächssignale kennzeichnendes Pegelsignal erzeugt, das über die Bemusterungsvorrichtung 4 dem Analog-Digital-Umsetzer 7 zugeführt wird, der, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 3, mit einem durch ein Tor 25, einen Integrator 26 und einen in die Steuervorrichtung 6 des Analog-Digital-Umsetzers 7 aufgenommenen Amplitudenmodulator 27 gebildeten Regelkreis 24 versehen ist. Auf dieselbe Weise wie in Fig. 3 erläutert wurde, erfolgt in dieser Vorrichtung die Analog-Digital-Umsetzung in einem Analog-Digital Umsetzer 7 mit einer dem Pegelsignal direkt proportionalen Codierungseinheit, während die Anzahl je Zeiteinheit auftretender Impulse mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen das Pegelsignal kennzeichnen.
Fig. 7 zeigt den mit dem Sender nach Fig. 6 zusammenarbeitenden Empfänger. In dieser Vorrichtung werden die im Impulsregenerator 10 regenerierten Impulse in Parallelschaltung den drei durch den Steuerimpulsgenerator 13 gesteuerten Toren 34, 57, 58 zugeführt, wobei das Tor 34 normalerweise gesperrt ist und nur dann geöffnet wird, wenn ein Impuls mit dem grössten Gewicht der Kodegruppen auftritt; das Tor 57 ist normalerweise geöffnet und wird nur gesperrt beim Auftreten der Polaritätsimpulse, während das Tor 58 normalerweise gesperrt ist und nur bei den Polaritätsimpulsen geöffnet wird.
Über das Tor 57 werden die eintreffenden Codegruppen mit Unterdrückung der Polaritätsimpulse dem Digital-Analog-Umsetzer 11 zugeführt, dessen Decodierungseinheit auf die Weise wie bei Fig. 4 durch den mit dem Tor 34, dem Integrator 35 und dem Amplitudenmodulator 36 versehenen Regelkreis 33 in Vorwärtsregelung gesteuert wird.
Am Ausgang des Digital-Analog Umsetzers 11 treten dabei die dem Eingang des sendeseitigen Analog-Digital-Umsetzers 7 zugeführten gleichgerichteten Signale 53 auf, die zur Wiedergewinnung der ursprünglichen Gesprächssignale an eine zwei Kontakte 60, 61, an denen das Ausgangssignal des Digital-Analog Umsetzers 11 mit entgegengesetzter Polarität auftritt, sowie einen Schalter 62, der in Abhängigkeit eines aus den Polaritätsimpulsen erzeugten Schaltsignals entweder den Kontakt 60 oder den Kontakt 61 mit der Bemusterungsvorrichtung 14 verbindet, enthaltende Umschaltvorrichtung 59 gelegt sind.
Insbesondere wird das Schaltsignal mit Hilfe eines bistabilen Impulsgenerators 63 erzeugt, der bei Anwesenheit eines Polaritätsimpulses am Tor 58 den einen Gleichgewichtszustand einnimmt und bei Abwesenheit eines Polaritätsimpulses in einer Codegruppe durch einen Impuls des Steuerimpulsgenerators 13 in den anderen Gleichgewichtszustand gebracht wird.
Auf diese Weise wurde bei der in Fig. 6 und 7 dar gestellten Ausführungsform der vorliegenden tÇbertra- gungsvorrichtung bei Anwendung eines Pegelsignalgene- rators mit einem Zweiweggleichrichter 52 ohne Glättungsfilter die ursprünglichen Gesprächssignale wiedergewonnen. Bei der vorliegenden Übertragungsvorrich- tung ist die Anwendung eines an den Analog-Digital
Umsetzer angeschlossenen P egelgenerators wesentlich, der, wie bereits bei Fig. 3 und Fig. 6 erläutert wurde, von abweichendem Typ sein kann. Es sind aber auch andere Ausführungsformen möglich; so kann beispielsweise der Pegelsignalgenerator zur Erzeugung auf digitalem Wege des Pegelsignals in dem Analog-Digital-Um setzer oder hinter demselben liegen.
Ebenfalls können statt der in den Fig. 3, 6 bzw. 4, 7 in die Steuerkreise 6 bzw. 7 aufgenommenen Amplitudenmodulatoren 27, 36 die Dynamikregler auf andere Weise ausgebildet werden. So können beispielsweise sendeseitig an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers 7 und empfangsseitig an den Ausgang des Digital-Analog Umsetzers 11 ein durch den Regelkreis 24 bzw. 33 ge steuertes einstellbares Dämpfungsnetzwerk, eine ein stellt bare m-Röhre oder ein einstellbarer Transistor angeschlossen werden.
Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck bei der Ausbildung des Analog-Digital-Umsetzers in Form eines Impulsdauermodulators mit einem nachfolgenden Digitalzähler der Art, wie diese beispielsweise in Hölzler und Holzwarth Theorie und Technik der Pulsmodulation , 1957, Seiten 452455, beschrieben wird, die Dauer der im Impulsdauermodulator erzeugten Impulse abhängig vom Regelsignal des Regelkreises variiert werden.
Fig. 8 und 9 zeigen eine detaillierte Darstellung eines Senders bzw. Empfängers unter Verwendung eines derartigen Analog-Digital-Umsetzers mit einem Impulsdau ermodniator und einem in Digitaltechnik ausgebildeten Pegelsignalgenerator.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Sendevorrichtung ist der Analog-Digital-Umsetzer 7 mit einem Impulsdauermodulator 158 in Form eines doppelseitigen Begrenzers versehen, dem durch Integration von Impulsen vom Steuerimpulsgenerator 5 in einem gedämpften Kreis 159 eine sägezahnförmige Spannung zusammen mit Bemusterungen des zu übertragenden Gesprächssignals zugeführt wird. Abhängig von der Polarität und der Grösse dieser Bemusterungen liefert der Impulsdauermodulator 158 in der Dauer variierende Impulse, die als Torimpulse für ein normalerweise gesperrtes Tor 160 dienen, dem zugleich Impulse zugeführt werden, die durch Frequenzvervielfachung in einer Frequenzvervielfacherstufe 161 von den Impulsen des Steuerimpulsgenerators 5 erhalten sind.
So wird beispielsweise bei positiver Polarität und maximaler Amplitude der Gesprächssignale der Ausgangsimpuls des Impulsdauermodulators 158 eine maximale Dauer auFweisen und es werden 15 Impulse des Frequenzvervielfachers 161 durch das Tor 160 durchgelassen werden, während bei negativer Polarität und maximaler Amplitude der Gesprächssignale die Dauer der Ausgangsimpulse minimal sein wird und keine Impulse des Frequenzvervielfachers 161 durch das Tor 160 durchgelassen werden. Für die praktische Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Impulse des Frequenzvervielfachers 161 über ein Tor 162 dem Tor 160 zuzuführen, welches Tor 162 nur während der maximalen Dauer der dem Impulsdauermodulator 158 entnommenen Impulse geöffnet ist.
Zur Erzeugung der erwähnten Codegruppen werden die Ausgangsimpulse des Tores 160 einem Binärzähler 163 mit vier Zählelementen 164-167, der also bis 24 zählen kann, zugeführt und die Stellung der 4 Zählelemente 164-167 wird unter Verwendung eines Leseimpulses von der Leitung 168 in ein Schieberegister 169 mit 4 Schieberegisterelementen 170-173 eingeschrieben, deren Inhalt mittels Schiebeimpulsen, die !durch Frequenzvervielfachung in einem Frequenzvervielfacher 174 von den Impulsen des Steuerimpulsgenerators 5 erhalten werden, weitergeschoben wird. Nachdem die Stellung des Zählers 163 in das Schieberegister 169 einge schrieben ist, wird der Zähler 163 durch einen Rückstellimpuls von der Leitung 168' wieder in die Anfangsstellung zurückgebracht.
Wie aus der untenstehenden Tabelle hervorgehen dürfte, werden durch die Übertragung der Stellung des Zählers 163 über das Schieberegister 169 die gewünschten Codegruppen ausgesendet. Dabei stellt in der untenstehenden Tabelle die erste Spalte den Wert des zu übertragenden Signals X in Codierungseinheiten dar, die zweite Spalte die Anzahl Impulse N am Ausgang des Tores 160, die dritte Spalte die Stellung Y der Zählelemente in der Reihenfolge 164, 165, 166, 167 dar, wobei eine 0 den Ruhezustand eines Zählelementes und eine 1 den Arbeitszustand angibt, während die letzte Spalte noch näher erläutert wird.
X N Y Z +7,5 15 1111 1 + 6,5 14 0111 1 +5,5 13 1011 1 + 4,5 12 0011 1 + 3,5 11 1101 0 +2,5 10 0101 0 + 1,5 9 1001 0 + 0,5 8 0001 0 - 0,5 7 1110 0 - 1,5 6 0110 0 - 2,5 5 1010 0 - 3,5 4 0010 0 - 4,5 3 1100 1 - 5,5 2 0100 1 - 6,5 1 1000 1 - 7,5 0 0000 1
Aus dieser Tabelle lässt sich bei einem bestimmten Signalwert X unmittelbar die Anzahl Ausgangsimpulse N des Tores 160 und die Stellung Y der Zählelemente 164-167 ablesen;
so beträgt beispielsweise bei einem Signalwert X zwischen +3,5 und +4,5 Codierungselementen E die Anzahl Ausgangsimpulse N 11 und die Zählerstellung Y der Zählelemente 164, 165, 166, 167 des Binärzählers 163 in dieser Reihenfolge 1101, welche Zählerstellung Y die Anzahl ausgesendete Impulse N in einem binären System kennzeichnet, denn die Zählerstellung 1101 stellt einen Zahlwert 1 X 2" + 1 X2t+ 0 X 22 + 1 X 23 = 11 dar.
So kennzeichnen die Zählelemente 164, 165, 166, 167 des Binärzählers 163 in dieser Reihenfolge die Impulse mit zunehmendem Gewicht in den ausgesendeten Codegruppen, wobei die Stellung des letzten Zählelementes 167 des Zählers 163 die Polarität des zu übertragenden Signals darstellt, denn, wie aus dieser Tabelle hervorgehen dürfte, nimmt das Zählelement 167 bei einem positiven Signalwert X die Stellung 1 an und bei einem negativen Signalwert X die Stellung 0.
Abhängig von der Schieberichtung des Schieberegisters 169 lassen sich die Stellungen der Zählelemente 164, 165, 166, 167 in dieser oder in umgekehrter Reihenfolge aussenden, d. h. bei dieser Sendeeinrichtung hat man die volle Freiheit, Codegruppen auszusenden, bei denen das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Codegruppe zunimmt oder das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Codegruppe abnimmt. Dadurch, dass der Digital-Analog-Umsetzer 11 empfangsseitig besonders einfach wird für Codegruppen, bei denen das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse zunimmt, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel diese Art von Übertragung angewandt.
Zur Pegefregelung wird die Amplitude der vom Steuerimpulsgenerator 5 herrührenden, dem Integrator 159 zugeführten Impulse in einem Amplitudenmodulator 175 durch die Ausgangsspannung des Integrators 26 gesteuert. Daher wird auch die dem Integrator 159 entnommene sägezahnförmige Spannung mit der Regel spannung für Dynamikkompression in Grösse variieren und somit auch die Dauer der Ausgangsimpulse des Impulsdauermodulators 158, was eine Dynamikkompression der zu übertragenden Gesprächssignale bedeutet.
Beim dargestellten Sender, bei dem zusammen mit den Codegruppen zugleich ein die Polarität des Gesprächssignals kennzeichnender Polaritätsimpuls übertragen wird, wird dadurch ein besonders einfacher digitaler Pegelspannungsgenerator erhalten, dass an den Analog-Digital-Umsetzer 7 im Regelkreis 24 eine Selektionsschaltung in Form eines UND-Gatters 178 angeschlossen ist, welchem UND-Gatter, in der Zeit zusammenfallend, der Polaritätsimpuls und der Impuls mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen zugeführt wird; insbesondere sind die Eingänge des UND-Gatters 178 an die Zählelemente 166, 167 des Binärzählers 163 angeschlossen, wobei die Zählelemente 166, 167 nach jeweiligem Ablauf des Binärzählprozesses der Impulse des Gatters 160 durch ihre Stellung die Polarität des zu übertragenden Gesprächssignals bzw. seinen grössten Amplitudenwert kennzeichnen.
In der Praxis stellt es sich als vorteilhaft heraus, an die Zählelemente des Binärzählers 166, 167 über die Spannungsumkehrstufen 179, 180 zur Erzeugung invertierter Spannungen ein zweites Selektionsgatter in Form eines UND-Gatters 181 anzuschliessen, dessen Ausgang mit dem Ausgang des UND-Gatters 178 über eine Zusammenfügungsvorrichtung in Form eines ODER-Gatters 182 mit dem Gatter 25 verbunden ist, dies zur Erzeugung der zur Dynamikkompression dienenden Regelspannung durch Integration im integrierenden Netzwerk 26.
Mit den beiden UND-Gattern 178, 181 wird ein den Pegel des zu übertragenden Gesprächssignals kennzeichnendes Impulssignal erhalten, wie nun an Hand der obenstehenden Tabelle näher erläutert wird. Betrachtet man nämlich die beiden letzten Zahlen in der Binärzahl Y, welche die Polarität des zu übertragenden Gelsprächs- signals bzw. seinen grössten Amplitudenwert kennzeichnen, so stellt es sich heraus, dass beide Zahlen bei einem grossen positiven Amplitudenwert des zu übertragenden Signals durch eine 1 und bei einem grossen negativen Amplitudenwert durch eine 0 gekennzeichnet werden, so dass, falls beide Zahlen einander gleich sind, ein hoher Signalpegel und, falls beide Zahlen einander nicht gleich sind. ein niedriger Signalpegel auftritt.
Der obengenannte Effekt wird in der erwähnten Vorrichtung dazu angewandt, auf digitalem Wege das Pegelregelsignal zu erzeugen, denn falls beide Zahlen durch eine 1 gegeben werden, liefert das UND-Gatter 178 über das ODER-Gatter 182 dem Gatter 25 eine impulsförmige Spannung positiver Polarität, während, falls beide Zahlen durch eine 0 gegeben werden, das UND Gatter 181 über das ODER-Gatter 182 eine impulsförmige Spannung positiver Polarität abgibt. In der Tabelle stellt Z die Ausgangsspannung des ODER-Gatters 182 dar, welche Ausgangsspannung, wie aus dieser Tabelle hervorgeht, bei einem hohen Signalpegel durch eine 1 und bei einem niedrigen Signalpegel durch eine 0 gekennzeichnet wird.
Wie erläutert wurde, wird dabei auf digitalem Wege ein Pegelsignal aufgebaut, wobei zusammen mit dem durch den Steuerimpulsgenerator gesteuerten Gatter 25 Impulse erhalten werden, die durch Integration im Integrator 26 eine Regelspannung für Dynamikkompression enthalten, mit der auf genau dieselbe Weise wie in der Hauptanmeldung eine besonders wirkungsvolle Dyna mikkompression erhalten wird.
In einer praktischen Ausführung lässt sich die genannte Vorrichtung noch weiter vereinfachen; insbesondere können die einzelnen Spannungsumkehrstufen 179, 180 fortgelassen werden, da den Ausgängen der Zählelemente 166, 167 des Binärzählers 163, die wie üblich durch bistabile Kippschaltungen gebildet werden, unmittelbar invertierte Spannungen entnommen werden können, während weiter ebenfalls das Gatter 25 dadurch eingespart werden kann, dass die Aufgabe des Gatters 25 in die UND-Gatter 178, 181 aufgenommen wird, was dadurch erfolgt, dass jedes des UND-Gatter 178, 181 mit einem dritten Eingang versehen wird, dem die Impulse des Steuerimpulsgenerators 5 zugeführt werden.
Dabei lässt sich die beschriebene Einrichtung weitgehend in digitaler Technik ausbilden, so kann beispielsweise ausser dem in digitaler Technik ausgebildeten Pegelsignalgenerator auch der Integrator 26 in digitaler Technik ausgebildet werden.
Bei einfachem Aufbau und weitgehender Ausbildung in digitaler Technik, was also eine weitgehende Integration ermöglicht, hat sich aus Untersuchungen herausgestellt, dass auf die niedrigeren Signalamplituden hinzu dabei im Verhältnis zwischen dem Signal und dem Quantisierungsrauschen sogar eine Verbesserung erhalten wird.
Fig. 9 zeigt einen mit dem Sender nach Fig. 8 zu sammenarbeftenden Empfänger, wobei die über die Leitung 9 eintreffenden Impulse nach Impulsgeneration im Impulsgenerator einem Digital-Analog-Umsetzer 11 vom Sliannou-Typ zugeführt werden, der bekanntlich im werentlichen durch einen Integrator mit einer derartigen Zeitkonstante gebildet wird, dass seine Ausgangsspannung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen einer Codegruppe bis zur Hälfte abgenommen hat.
Unter Verwendung eines Digital-Analog-Umsetzers vom < Shannoil-Typ ist der Dynamikregler äusserst einfach, insbesondere wird dieser durch einen Amplitudenmodulator 176 für die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 10 verwendet, dem als Modulation die Aus gangsspannuug des Integrators 35 und zugleich die konstante Bezugsspannuug über den Widerstand 37 zugeführt werden.
Auf diese Weise ändert sich die Amplitude der Ausgangsimpulse des Amplitudenmodulators 176 und daher auch die Ausgangsspannung des Digital-Analog-Umsetzers 11 vom Shannon-Typ , da dieser, wie bereits erwähnt, durch einen geeignet bemessenen Integrator gebildet wird. Auf diese Weise ist die gewünschte Dyna mikexpausion verwirklicht.
Ausser dem Gesprächssignal tritt in diesem Digital Analog-Umsetzer 11 zugleich noch die Regelspannung auf, die meistens nicht störend ist, da ja die höchsten Frequenzen der Regelspannung unterhalb der niedrigsten Gesprächsfrequenzen liegen. Unter Umständen kann es jedoch vorteilhaft sein, diese Regelspannung zu unterdrücken, was sich auf einfache Weise dadurch verwirklichen lässt, dass die Modulationsspannung des Modulators 176 als Ausgleichsspannung angewandt wird, beispielsweise dadurch, dass diese Modulationsspannung über ein geeignet ausgebildetes Dämpfungsglied 177 dem Verstärker 15 zugeführt wird.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Empfänger erfolgt die Dynamikregelung in dem Sender entsprechender Weise. Insbesondere werden im dargestellten Empfänger zur Erzeugung der Regelspannung für Dynamikexpansion die eingetroffenen regenerierten Codegruppen einem Schieberegister 183 mit 4 Schieberegisterelementen 184, 185, 186, 187 zugeführt, deren Inhalt synchron mit dem Inhalt des Schieberegisters 169 sendeseitig mit Hilfe von Impulsen eines durch Impulse des Steuerimpulsgenerators 13 gespeisten Frequenzvervielfachers weitergeschoben wird. Vor dem jeweiligen Auftritt der nächsten Codegruppe wird das Schieberegister 183 mittels Rückstellimpulsen des Steuerimpulsgenerators 13 in seine Anfangstellung zurückgebracht, wobei die Rückstellimpulse über die Leitung 189 dem Schieberegister 183 zugeführt werden.
Auf diese Weise werden dabei, wie bereits sendeseitig erläutert wurde, die Impulse in den Codegruppen, welche die Polarität des zu übertragenden Signals und seinen grössten Signalwert kennzeichnen, einerseits unmittelbar und andererseits über Spannungsumkehrstufen 190, 191 Selektionsgattern in Form von UND-Gattern 192, 193 zugeführt, die über ein ODER-Gatter 194 mit dem durch den Steuerimpulsgenerator 13 gesteuerten Gatter 34 verbunden sind.
Die Anzahl der pro Zeiteinheit durch das Gatter 34 durchgelassenen Impulse entspricht der durch das Gatter 25 sendeseitig durchgelassenen Anzahl Impulse und auf diese Weise erhält man durch Integration im Integrator 35 am Amplitudenmodulator 176 zur Expansionsregelung genau dieselbe Regelspannung wie zur Kompressionsregelung, wodurch ein genauer Gleichlauf der Expansionsregelung mit der Kompressionsregelung verwirklicht wird. In seiner Ausbildung ist der dargestellte Empfänger besonders einfach, wobei sich der genannte Empfänger, ebenso wie der Sender, weitgehend in digitaler Technik ausbilden lässt.
In ihrer Ausführung können die beiden UND-Gatter 178, 181, die beiden Umkehrstufen 179, 180 und die ODER-Gatter an der Sendeseite und die damit übereinstimmende Einrichtung 190, 191, 192, 193, 194 an der Empfangsseite durch eine Modulo-2-Zusammenfügungsvorrichtung gebildet werden, was unmittelbar aus dem vorstehenden Text hervorgehen dürfte. Sind die beiden letzten Zahlen der Zählerstellung Y einander gleich, beispielsweise beide eine 1 oder eine 0, so liefert die Modulo-2-Zusammenfügungsvorrichtung einen 1 Impuls, während, falls die beiden letzten Zahlen der Zählerstellung Y ungleich sind, die Modulo-2-Zusammenfügungsvorrichtung einen 0-Impuls liefert.
Ganz entsprechend der Ausgangsspannung des sendeseitigen ODER-Gatters 182 oder der Ausgangsspannung des empfangsseitigen ODER-Gatters 194 wird auf diese Weise durch die Modulo-2-Zusammenfügungsvorrich- tung eine Ausgangsspannung erzeugt, die durch Z in der Tabelle angegeben ist.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine detaillierte Darstellung eines Senders bzw. Empfängers der im Blockschaltbild nach Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Art, die für Pulscodemodulationsübertragung mit aus 5 Impulsen zusammengestellten Codegruppen eingerichtet sind, wobei das Gewicht der aufeinanderfolgenden Impulse in einer Codegruppe um einen Faktor 2 abnimmt. Dabei sind in den Sender und in den Empfänger ein Analog Digital-Umsetzer bzw. ein Digital-Analog-Umsetzer aufgenommen, die bereits in der französischen Patentschrift 1 577 844 beschrieben wurden. Der Fig. 3 und Fig. 4 entsprechende Elemente sind in Fig. 8 und Fig. 9 mit gleichen Bezugsziffern angedeutet.
Ebenso wie beim Sender nach Fig. 3 werden beim Sender nach Fig. 10 die der Zusammenfügungsvorrichtung 30 entnommenen, aus dem vom Mikrophon 1 herrührenden Gesprächssignal und dem vom Pegelsignalgenerator 23 mit dem Gleichrichter 28 und dem Tiefpassfilter 29 herrührenden Pegelsignal bestehenden Signale zur Weiterverarbeitung in einem Analog-Digital Umsetzer der Bemusterungsvorrichtung 4 zugeführt.
Wie bereits in der französischen Patentschrift Nr.
1 577 844 erläutert wurde, enthält der Analog-Digital Umsetzer ein Netzwerk 64 mit einem Kondensator 65 und einem an den Kondensator 65 angeschlossenen Kettennetzwerk mit einem Abschlusswiderstand 66 und drei mit Reihenwiderständen 67, 68, 69 und Querwiderständen 70, 71 versehenen Gliedern, wobei die Dämpfungszahlen der aufeinanderfolgenden Glieder des Kettennetzwerkes zum Kondensator 65 untereinander gleich gemacht sind, was sich auf einfache Weise dadurch hat erzielen lassen, dass die Reihenwiderstände 67, 68, 69 sowie die Querwiderstände 70, 71 einander gleich gemacht sind.
An die Enden der Glieder des Kettennetzwerkes sind vier Parallelzweige 72, 73, 74, 75 mit einer in jeden der Parallelzweige aufgenommenen normalerweise gesperrten Stromquelle angeschlossen, die durch von einem durch den Steuerimpulsgenerator 5 gesteuerten Kommutator 76 herrührende Impulse über die Ausgangsleitungen 77, 78, 79, 80 freigegeben wird, wodurch die Ladung des Kondensators 65 um eine bestimmte Ladungsmenge verringert wird.
Wie für den Parallelzweig 72 detailliert dargestellt wurde, enthält die normalerweise gesperrte Stromquelle in jedem der Parallelzweige 72, 73, 74, 75 einen Transistor 81, wobei der Basiselektrode jedes Transistors 81 über einen Widerstand 82 eine Sperr spannung zugeführt wird und wobei zugleich eine der
Ausgangsleitungen 77, 78, 79, 80 des Kommutators 76 mit der Basiselektrode jedes Transistors 81 verbunden ist, während die Kollektorelektroden der Transistoren
81 an das Netzwerk 64 angeschlossen sind und alle Transistoren 81 einen gemeinsamen Emitterwiderstand
83 besitzen.
Weiter ist der Analog-Digital-Umsetzer mit einem
Vergleichsspannungsgenerator 84 versehen, der einen durch einen Widerstand 85 überbrückten Kondensator
86 enthält, der über eine durch den Steuerimpulsgenerator 5 gesteuerte Bemusterungsvorrichtung 88 an eine konstante Spannungsquelle 87 angeschlossen ist. In einem Differenzerzeuger 89 wird die Spannung des Kondensators 65, der über die Bemusterungsvorrichtung 4 an die Zusammenfügungsvorrichtung 30 angeschlossen ist, mit der Vergleichsspannung des Vergleichsspannungsgenerators 84 in dem Differenzerzeuger 89 verglichen und die auf diese Weise erzeugte Differenzspannung wird einem Impulsmodulator 90 zugeführt, dem zugleich örtlich erzeugte Impulse zugeführt sind, die im Rhythmus der Impulse in den Codegruppen auftreten.
Diese örtlich erzeugten Impulse werden einem an den Steuerimpulsgenerator 5 angeschlossenen Frequenzvervielfacher 91 entnommen.
In der dargestellten Vorrichtung werden die Bemusterungsvorrichtungen 4, 88 durch Impulse des Steuerimpulsgenerators 5 gleichzeitig geöffnet, wobei die Spannung des Kondensators 65 des Kettennetzwerkes mit der Vergleichsspannung des Vergleichsspannungsgenerators 84 verglichen wird. Abhängig von der Tatsache, ob die Spannung des Kondensators 65 einen grösseren oder klet- neren Wert hat als die Vergleichsspannung und die dem Differenzerzeuger 89 entnommene Differenzspannung eine positive oder eine negative Polarität aufweist, wird der Impulsmodulator 90 geöffnet oder gesperrt, so dass der ihm zugeführte örtliche Impuls des Frequenzvervielfachers 91 durchgelassen oder unterdrückt wird.
Einerseits werden die Ausgangsimpulse des Impulsmodulators 90 für die weitere Übertragung über die Leitung 9 einem Ausgangsverstärker 8 und andererseits einem Kommutator 76 zugeführt, der beim Auftreten eines derartigen Impulses diesen über eine der Leitungen 77, 78, 79, 80 einem der Parallelzweige 72, 73, 74, 75 zur Freigabe des in diesen Zweig aufgenommenen Transistors zuführt, wodurch die Ladung des Kondensators 65 um eine bestimmte Ladungsmenge abnimmt.
Macht man nun in dieser Vorrichtung auf die in der französischen Patentschrift Nr. 1 577 844 angegebene Weise die Dämpfungszahl a der aufeinanderfolgenden Glieder des Netzwerkes 64 gleich a = 2 eTlIRlCl, wobei T1 der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen in einer Codegruppe, C, die Kapazität des Kondensators 65, Rt der Eingangswiderstand des Kettennetzwerkes darstellen, und gleichzeitig die Zeitkonstante R2.C2 des Vergleichsspannungsgenerators 84, wobei R2 die Grösse des Widerstandes 85 und C2. die des Kondensators 86 angeben, derart, dass die Spannung des Kondensators 86 im Zeitabstand zweier aufeinanderfolgender Impulse in einer Codegruppe um einen Faktor 2-eTí/Rlct abgenommen hat,
so werden dem Ausgang des Impulsmodulators 90 die die zu übertragenden Ge sprächssiguale kennzeichnenden Codegruppen entnommen, deren Gewicht der aufeinderfolgenden Impulse um einen Gewichtsfaktor 2 abnimmt. Dabei muss die Vergleichsspannung V des Vergleichsspannungsgenerators
84 beim Auftreten des ersten Impulses in einer Codegruppe der durch diesen Impuls über den Parallelzweig 72 verursachten Spannungsverringerung des Kondensa tors 65 gleich sein und diese Spannung V ist, wie bereits in der französischen Patentschrift Nr. 1 577 844 angegeben wurde, in Codierungseinheiten E gemessen, dem Gewicht eines Impulses mit dem grössten Gewicht gleich.
In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Codegruppen aus 5 Impulsen bestehen, beträgt diese
Spannung V also 24E.
Bei dieser Vorrichtung ist auf die Art und Weise, wie bereits in Fig. 3 angegeben wurde, an den Ausgang des Impulsmodulators der Regelkreis 24 angeschlossen, der das Tor 25, das nur beim Auftreten eines Impulses mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe durch den Steuerimpulsgenerator 5 freigegeben wird, und den nachfolgenden Integrator 26 zur Erzeugung der Regel spannung, welche die Codierungseinheit des Analog-Digital-Umsetzers in Rückwärtsregelung steuert, enthält.
Im Steuerkreis des Analog-Digital-Umsetzers, nämlich im Kreis des Impulskommutators 76 und im Kreis der Gleichspannungsquelle 87 zu dem aus dem Widerstand
85 und dem Kondensator 86 gebildeten Netzwerk des
Vergleichsspannungsgenerators 84, sind dazu Amplitu denmodulatoren 92, 93 angeordnet, die gleichzeitig durch die Regelspannung des Impulsgenerators 26 ge steuert werden. Über einen Widerstand 94, 95 wird je dem der Amplitudenmodulatoren 92, 93 eine konstante Bezugsspannung als Modulationsspannung zugeführt.
Durch die beschriebenen Massnahmen ist erreicht, dass die Vergleichspannung V des Vergleichsspannungsgenerators 84 beim Auftreten des ersten Impulses in einer Codegruppe und ebenso die durch diesen Impuls über den Parallelzweig 72 verursachte Spannungsverringerung des Kondensators 65 in Grösse mit der Ausgangsspannung des Integrators 26 gleichläuft und somit auch die Codierungseinheit, da ja der erwähnte Spannungswert, wie im obenstehenden erwähnt wurde, gleich 24E ist.
Auf genau dieselbe Weise, wie bereits bei Fig. 3 beschrieben wurde, erfolgt in dieser Vorrichtung die Codierung mit einer Codierungseinheit, die dem Pegelsignal praktisch direkt proportional ist, während die Anzahl je Zeiteinheit auftretender Impulse mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen das auftretende Pegelsignal kennzeichnen.
Bei der Empfangsvorrichtung nach Fig. 11 werden ebenso wie bei der in Fig. 4 dargestellten Empfangsvorrichtung die dem Impulsgenerator 10 entnommenen Impulse einerseits dem Digital-Analog-Umsetzer und andererseits dem Regelkreis 33 zugeführt, der die Decodierungseinheit des Digital-Analog-Umsetzers in Vor wärtsregeluug steuert.
Der dargestellte Digital-Analog-Umsetzer enthält ein Netzwerk 96 mit einem Kondensator 97 und einem daran angeschlossenen Kettennetzwerk mit einem Ab schlusswiderstand 98 und vier mit Reihenwiderständen 99, 100, 101, 102 und Querwiderständen 103, 104, 105 versehenen Gliedern, wobei auf dieselbe Weise wie beim Sender nach Fig. 10 die Dämpfungszahlen der aufeinanderfolgenden Glieder zum Kondensator 97 hin untereinander gleich a gemacht sind, dadurch dass die Reihenwiderstände 99, 100, 101, 102 ebenso wie die Querwiderstände 103, 104, 105 untereinander gleich gemacht sind.
Insbesondere ist die Dämpfungszahl a der aufeinanderfolgenden Glieder gleich a = 2 eTl/RlCl gemacht, wobei T1 der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen in einer Codegruppe, R, der Eingangswiderstand des Kettennetzwerkes ist und C, die Kapazität des Kondensators 97 darstellt.
An die Enden der Glieder des Kettennetzwerkes sind fünf Parallelzweige 106, 107, 108, 109, 110 mit einer in jeden der Parallelzweige 106, 107, 108, 109, 110 aufgenommenen normalerweise gesperrten Stromquelle angeschlossen, die durch von einem durch den Steuerimpulsgenerator 13 gesteuerten Kommutator 111 herrührende Impulse über die Ausgangsleitungen 112, 113, 114, 115, 116 geöffnet wird, wodurch die Ladung des Kondensators 97 um eine bestimmte Ladungsmenge vergrössert wird.
Dabei sind die Parallelzweige 106, 107, 108, 109,
110 auf genau dieselbe Weise ausgebildet, wie bereits beim Sender nach Fig. 10 beschrieben wurde, und insbesondere enthält jeder der Parallelzweige 106, 107, 108, 109, 110 einen Transistor, bei dem der Basiselektrode jedes Transistors über einen Widerstand eine Sperrspannung zugeführt ist und wobei zugleich eine Ausgangsleitung 112, 113, 114, 115, 116 des Kommutators 111 mit der Basiselektrode verbunden ist, während die Kollektorelektroden der Transistoren an das Netzwerk 96 angeschlossen sind und alle Transistoren einen gemeinsamen Emitterwiderstand 117 besitzen.
Wenn nun in dem bisher beschriebenen Digital-Analog-Umsetzer die Impulse der eintreffenden Codegruppen durch den Kommutator 111 über die fünf Ausgangsleitungen 112, 113, 114, 115, 116 verteilt werden, welche Impulse eine Freigabe der normalerweise gesperrten Stromquellen in den betreffenden Parallelzweigen 106, 107, 108, 109, 110 verursachen, wird dabei auf die bereits in der französischen Patentschrift 1 577 844 beschriebene Weise jeweils am Ende einer Codegruppe am Kondensator 97 eine Spannung auftreten, die das durch die betreffende Codegruppe gekennzeichnete analoge Signal darstellt und die zur Wiedergabe in der Wiedergabevorrichtung 18 der Bemusterungsvorrichtung 14 zugeführt wird.
Die Decodierungseinheit wird dabei durch die Grösse der über die Ausgangsleitungen 112, 113, 114, 115, 116 des Kommutators 111 den Par allelzweigen 106, 107, 108, 109, 110 zugeführten Impulse bestimmt.
Der Regelkreis 33 dieser Vorrichtung enthält auf die bereits bei Fig. 4 angegebene Weise das Tor 34, das nur beim Autreten eines Impulses mit dem grössten Gewicht in einer Codegruppe geöffnet wird, den nachfolgenden Integrator 35 zur Erzeugung der Regelspannung, die zur Steuerung der Decodierungseinheit einem im Steuerkreis des Ditital-Analog-Umsetzers zum Kommutator 111 liegenden Amplitudenmodulator 118 zugeführt wird. Über den Widerstand 119 ist an den Amplitudenmodulator 118 noch keine konstante Bezugsspannung als Modulationsspannung angelegt.
Durch die beschriebenen Massnahmen wird erreicht, dass die Grösse der den Parallelzweigen zugeführten Impulse von der Grösse der Ausgangsspannung des Integrators abweicht, und somit auch von der Decodierungseinheit, da die Decodierungseinheit durch die Grösse der den Parallelzweigen zugeführten Impulse bestimmt wird.
Auf diese Weise werden durch die Sendevorrichtung nach Fig. 10 durch Pulscodemodulation übertragene Gesprächssignale wiedergewonnen, wobei, wie bereits bei Fig. 4 beschrieben wurde, bei einer hervorragenden Wiedergabequalität das Quantisierungsrauschen gegen über den bekannten Obertragungssystemen für Pulscodemodulation in bedeutendem Masse verbessert ist.
Wie bereits bei Fig. 4 erläutert wurde, ist diese Verbesserung des Quantisierungsrauschens für Zeitmultiplex übertragung von besonderem Vorteil, so kann nämlich unter Beibehaltung desselben Quantisierungsrauschens die Übertragungskapazität in beträchtlichem Masse gesteigert werden, da ja zur Verwirklichung derselben Übertragungsqualität zwei Impulse je Codegruppe eingespart werden können. Ausserdem geht diese Vergrösserung der Obertragungskapazität mit einer Vereinfachung des sendeseitigen Analog-Digital-Umsetzers und des empfangsseitigen Digital-Analog-Umsetzers einher, was letzten Endes zu einer beträchtlichen Apparaturvereinfachung führt.
Fig. 12 zeigt einen Zeitmultiplexsender und Fig. 13 einen mit diesem zusammenarbeitenden Zeitmultiplex empfänger.
Der in Fig. 12 dargestellte Zeitmultiplexsender ist eingerichtet für Zeitmultiplexübertragung einiger zehn Gesprächskanäle, von denen in der Fig. 12 nur zwei dargestellt sind, wobei jeder der Gesprächskanäle mit einem Mikrophon 120 bzw. 220, einem Differentiator 121 bzw. 221, einem Verstärker 122 bzw. 222, einem Pegeispannungsgenerator 123 bzw. 223 mit einem Gleichrichter 124 bzw. 224 und einem Tiefpassfilter 125 bzw. 225, dessen Ausgangsspannung in einer Zusammenfügungsvorrichtung 126 bzw. 226 mit der Ausgangsspannung des Verstärkers 122 bzw. 222 zusammengefügt wird, versehen ist.
Jeder der Zeitmultiplexkanäle wird dabei im Rhythmus der zu erzeugenden Codegruppen, beispielsweise mit einer Wiederholungsfrequenz von 8 kHz, mittels eines Kommutators 127 an den Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 128 angeschlossen, wobei die durch den Analog-Digital-Umsetzer 128 erzeugten Codegruppen einerseits nach Verstärkung in einem Endverstärker 129 über die Leitung 130 ausgesandt werden und andererseits einem Regelkreis 131, der die Grösse der Codierungseinheit abhängig vom Pegel des Gesprächssignals im betreffenden Multiplexkanal steuert.
Zu diesem Zweck enthält der Regelkreis 131 ein Tor 132, das beim jeweiligen Auftritt eines Impulses mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen durch Torimpulse geöffnet wird, einen Kommutator 133 zur Verteilung dieser Impulse über eine der Anzahl Gesprächskanäle entsprechende Anzahl Integratoren 134 bzw. 234, die über einen weiteren Kommutator 135 die betreffende Codierungseinheit im Analog-Digital-Umsetzer 128 steuert. Wie in der Fig. 12 dargestellt ist, wird dieses Ziel durch einen in einen Steuerkreis 136 des Analog-Digital-Umsetzers 128 aufgenommenen Amplitudenmodulator 137, dem über einen Widerstand 138 als Modulation zugleich eine konstante Bezugsspannung zugeführt wird, erreicht.
Zur Gewährleistung eines genauen gegenseitigen Gleichlaufs der Kommutatoren 127, 133, 135 und der Offnung des Tores 132 und der Analog-Digital-Umsetzungen werden diese Vorrichtungen von einem gemeinsamen Steuerimpulsgenerator 139 gesteuert. Dabei werden die Tonmpulse für das Tor 132 einem durch den Steuerimpulsgenerator 139 gespeisten Frequenzvervielfacher 140 entnommen.
Fig. 13 zeigt mit dem Sender nach Fig. 12 zusammenarbeitenden Empfänger.
Die in Zeitmultiplex übertragenen Codegruppen, die über die Leitung 130 eintreffen, werden nach Impulsgeneration im Impuisregenerator 141 einem Digital Analog-Umsetzer 142 zugeführt, wobei die Ausgangssignale des Digital-Analog-Umsetzers 142 über einen Kommutator 143 über einige zehn Empfangskanäle verteilt werden, von denen in der Figur nur zwei dargestellt sind. Jeder dieser Empfangskanäle enthält einen Verstärker 144 bzw. 244, einen Integrator 145 bzw. 245 und einen Tiefpassfilter 146 bzw. 246, dessen Ausgangssignale einer Wiedergabevorrichtung 147 bzw. 247 zugeführt werden.
Zugleich werden die dem Impulsgenerator 141 entnommenen Codegruppen einem Regelkreis 148 zugeführt, dies zur Steuerung der zum Signalpegel eines betreffenden Zeitmultiplexkanals gehörenden Decodierungseinheit. Der Regelkreis 148 ist dabei auf dieselbe Weise ausgebildet wie der sendeseitige Regelkreis 131, insbesondere enthält der Regelkreis 148 ein Tor 149, das beim jeweiligen Auftritt eines Impulses mit dem grössten Gewicht in den Codegruppen durch einen Torimpuls geöffnet wird, einen Kommutator 150, an den eine der Anzahl Zeitrnultiplexkanäle entsprechende Anzahl Integratoren 151 bzw.
251 angeschlossen ist, einen weiteren Kommutator 152, der mit einem in den Steuerkreis 153 des Digital-Analog-Umsetzers 142 aufgenommenen Amplitudenmodulator 154 verbunden ist, wobei im Amplitudenmodulator 154 zugleich über einen Widerstand 155 eine konstante Bezugsspannung als Modulationsspannung zugeführt wird. Ebenso wie beim Sender werden dabei Kommutatoren 143, 150, 152, der Steuerkreis 153 des Digital-Analog-Umsetzers 142 und das Tor 149 über einen Frequenzvervielfacher 156 von einem gemeinsamen Steuerimpulsgenerator 157 gesteuert, der auf bekannte Weise beispielsweise durch einen mitgesendeten Synchronimpuls mit dem sendeseitigen Steuerimpulsgenerator 139 in genauem Gleichlauf gehalten wird.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Digital-Analog-Umsetzung im Digital-Analog-Umsetzer 142 jedes der Zeitmultiplexkanäle mit der zu diesem Kanal gehörenden Decodierungseinheit erfolgt, wobei für jeden Kanal ohne Vergrösserung der Störungsempfindlichkeit unter Vermeidung nichtlinearer Verzerrungen bei einer Verbesserung der Wiedergabequalität das Verhältnis zwischen Signal und Quantisierungsrauschen in beträchtlichem Masse verbessert wird. Dabei sei bemerkt, dass es vorteilhaft sein kann, die Integratoren 134, 234 bzw. 151, 251 in digitalen Techniken auszubilden.
Schliesslich sei noch bemerkt, dass sich die beschriebene Übertragungsvorrichtung durch Flexibilität auszeichnet, es können nämlich verschiedenartige Sender und Empfänger ohne Beeinträchtigung der Ubertra- gungsqualität miteinander zusammenarbeiten.