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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Frequenz-Fehlerkorrektur
auf der Empfangsseite bei Wechselstromübertragung von Telegrafiezeichen mit einem
Empfangsdiskriminator, an dessen Ausgang die demodulierten Telegrafiezeichen entstehen,
einem Kondensator, der zwischen dem Diskriminatorausgang und einer Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung
angeordnet ist, und einem Differenzverstärker, der an seinem Ausgang die entzerrten
Telegrafiezeichen abgibt.
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Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur Frequenz-Fehlerkorrektur
bekannt (deutsche Patentschrift 1033 698), bei der die einem Frequenzdemodulator
entnommenen demodulierten Telegrafiezeichen über eine Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung
einem Impulsregenerator zugeführt werden. Die Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung
ist mit zwei in Reihe geschalteten Dioden und einer diese Reihenschaltung überbrückenden,
diese Dioden sperrenden Vorspannungsquelle versehen, die unabhängig von den demodulierten
Telegrafiezeichen ist, wobei der Verbindungspunkt der Dioden eine Ausgangsklemme
bildet und über einen Kondensator mit einer der Eingangsklemmen verbunden ist, während
die andere Eingangs- und die andere Ausgangsklemme mit der Vorspannungsquelle verbunden
sind. Zur weiteren Verbesserung der Telegrafiezeichenübertragung ist in dieser bekannten
Anordnung ferner der Verbindungspunkt der Dioden der Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung
über einen Widerstand mit einem Korrekturkreis verbunden, der durch demodulierte
Signalzeichen gespeist wird, die in bczug. auf die Telegrafiezeichen am Ausgang
der Gleichspannungs-Wiedereinführungs= schaitung gleichphasig; jedoch in der Amplitude
ver;-stärkt sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen,
bei der auftretende Verzerrungen mit einfachen Mitteln auf ein möglichst geringes
Maß beschränkt bzw. vermieden werden. Dabei soll die Anordnung mit möglichst großer
Sicherheit gegenüber-auftretenden Störungen, z. B. Fehlzuständen, arbeiten.
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Die bekannten Schaltungsanordnungen arbeiten unter bestimmten Bedingungen
nicht einwandfrei, d. h., die Kompensation der auftretenden Störgleichspannung versagt.
Dies tritt auf bei Ausfall des Empfangspegels, bei Kurzschluß der Ausgangsklemmen
des Empfängers und bei- Dauerlagen, z. B. Dauertrennstrom- oder Dauerzeichenstromzustand,
die über beliebig lange Zeitdauer übertragen werden sollen.
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Weiterhin geht das Einschwingverhalten des Systems voll in die übertragungsqualität
ein, da die Erkennung: des Frequenzfehlers aus den Endlagen des Basisbandsignals
abgeleitet wird. Die bei einerFre-. quenzverwerfung auftretenden Verzerrungen bestehen
hauptsächlich aus einseitigen Verzerrungen, die von einer fehlerhaften Gleichspannungskomponente
des Diskriminators herrühren. Daneben kommen bei Frequenzfehlern auch durch asymmetrische
Beschneidung des Frequenzspektrums im Empfangsfilter Zeichenverformungen zustande,
die eine zusätzliche einseitige Verzerrung zur Folge haben.
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Die Amplitude des Basisbandsignals bei den bekannten WT Systemen beträgt
etwa 3 VSs, d. h. 1 Hertz Frequenzverschiebung oder 2,511/o Zusatzverzerrung entsprechen
einem Gleichspannungsfehler von 50 mV. Schaltungen zur Frequenzfehlerkorrektur dürfen
deshalb nur eine besonders geringe Gleichspannungstrift aufweisen. Die erfindungsgemäße
Anordnung löst diese Aufgaben dadurch, daß parallel zum Kondensator eine Schwellwertschaltung
angeordnet ist, daß beim überschreiten eines bestimmten Wertes der positiven oder
negativen Spannung am Kondensator durch die Schwellwertschaltung der Kondensator
unwirksam geschaltet ist und daß dann der Diskriminatorausgang gleichstrommäßig
unmittelbar an der Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung liegt.
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. Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen,
die in den Figuren dargestellt sind, erläutert.
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F i g. 1 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel der Frequenzfehlerkorrekturschaltung
gemäß der Erfindung.
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Am Eingang E liegt das nach dem Empfangsfilter verstärkte Wechselstromsignal
am Diskriminator D; an dessen Ausgang die demodulierten Telegrafiezeichen in Form
von Gleichstromzeichen entstehen. Dem Diskriminator D ist ein Gleichspannungsverstärker
GV nachgeschaltet, um einen ausreichenden Strom für die Ladung des Kondensators
C zu erhalten, der den Gleichspannungsverstärker von der Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung
D1, D2, R l, R 2 trennt.- Am -Ausgang des Gleichspannungsverstärkers entsteht'--das.
-Signal N1, während nach dem Kondensator C das Signal N2 auftritt. Das TelegrafiesignalN2
gelangt nun zur Gleichspannungs-Wiedereinführungsschaltung und wird durch die Dioden
D1 und D2 zwischen den Spannungswerten U0 und -dem auf die doppelte - Signalamplitude
eingestellten Hilfspotential U 1 festgehalten. Die Abtastung des Telegrafiesignals
N2 erfolgt durch eine als rückgekoppelten Differenzverstärker DV ausgebildete
Triggerschaltung. Diese erhält über die beiden Widerstände R 1 und R 2 an dem .einen
Eingang das Bezugspotential -
das der arithmetischen Mitte des Telegrafiesignals N2 entspricht. Da am anderen
Eingang des Differenzverstärkers das Telegrafiesignal N2 anliegt, erfolgt die Abtastung
in der Mitte des Telegrafiesignals N2. Am Ausgang A erscheinen die
entzerrten Telegrafiezeichen. Um einer Entladung des Kondensators C bei länger andauernden
Telegrafieschritten entgegenzuwirken, führt man über den hochohmigen Widerstand
R3 einen Teil der rechteck förmigen Ausgangsspannung der Triggerschaltung auf den
Kondensator zurück.
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Der Längskondensator C kann nur schnelle Spannungsänderungen übertragen
und damit die Forderung nach sicherer übertragung von Dauerlagen, z. B. Dauertrennstrom-
oder Dauerzeichenstromzustand, nicht erfüllen: Insbesondere kann bei Pegelausfall
während der Aussendung eines Dauerzustandes die Triggerschaltung nach Wiederkehr
des Betriebspegels bis zum nächsten Zeichenumschlag in falscher Polarität liegenbleiben.
Dies wird durch die Parallelschaltung einer Schwellwertstufe zum Kondensator C verhindert.
Die Anordnung erreicht, daß die Triggerschaltung immer die der Diskriminatorausgangsspannung
entsprechende Polarität annimmt. Dabei liegt der Fußpunkt des Diskriminators D und
des Gleichstromverstärkers GV auf dem Potential
also auf der arithmetischen Mitte der Telegrafiezeichen. Am Kondensator bildet sich
lediglich die
Gleichspannungsstörkomponente aus, die dem größten
noch zu korrigierenden Frequenzfehler entspricht. Diese Spannung ist kleiner als
die am Kondensator vorhandene Spannung, wenn bei Dauerlage (z. B. Dauertrennstrom-
oder Dauerzeichenstromzustand) die Triggerschaltung in falscher Polarität liegt.
Die Schwellwertschaltung, die beispielsweise in Form von antiparallelgeschalteten
Dioden D 3, D 4 ausgeführt ist, bewirkt, daß am Kondensator keine größere Spannung
als die maximal zulässige Gleichspannungsstörkomponente entsteht. Beim überschreiten
dieses Schwellwertes in positiver oder negativer Richtung wird eine Diode
D 3 bzw. D 4 leitend und der Kondensator kurzgeschlossen. Die Schwellwerte
in positiver und negativer Richtung können durch Einschalten mehrerer Dioden für
D 3 und D 4 beliebig gewählt werden.
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F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das für den praktischen
Betrieb besonders geeignet ist. Die Anordnung entspricht der Schaltung nach F i
g. 1, weist jedoch einige Unterschiede auf. So sind die Dioden D 3 und
D 4 durch die Zenerdiode Z 1 ersetzt. Dazu ist es jedoch erforderlich, daß
man den Fußpunkt des Diskriminators D und des Gleichspannungsverstärkers GV um ein
geeignetes Potential Uv verschiebt. Dadurch tritt die gewünschte Begrenzerwirkung
ein, da mit dem Potential Uv der Ruhearbeitspunkt der Zenerdiode in der Mitte zwischen
Durchlaßknick und Zenerknick der Kennlinie eingestellt wird. Hierdurch ist nicht
nur der Aufwand der Begrenzerstufe geringer, sondern auch ein geeignetes Temperaturverhalten
gegeben. Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung vermag nur einseitige Verzerrungen auszuregeln,
die von einer fehlerhaften Gleichspannungsstörkomponente des Diskriminators herrühren.
Durch Zeichenverformungen verursachte einseitige Verzerrungen, die bei Frequenzfehlern
durch asymmetrische Beschneidung des Frequenzspektrums im Empfangsfilter zustande
kommen, werden daher nicht ausgeregelt. In der Anordnung in F i g. 2 erfolgt auch
eine Ausregelung dieser Störungen. Um diese Fehler zu kompensieren, gelangt das
mit der Störspannung behaftete Signal N1 über den Widerstand R 4 an den einen
Eingang der Differenzverstärker- und Triggerschaltung DV, der in F i g.1
nur mit der Spannung
beaufschlagt war. Die Triggerschaltung erhält hiermit neben einem Telegrafiesignal
ohne Störkomponente einen Gleichspannungsanteil, der von der Frequenzverschiebung
abhängt, so daß eine zusätzliche Kompensation einseitiger Verzerrungen zustande
kommt.
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Um ein geeignetes Temperaturverhalten für die Anordnung zu gewährleisten,
ist es erforderlich, das Hilfspotential U1 als Spannungsquelle mit niederohmigem
Widerstand zu realisieren. F i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, die dies bewirkt.
Es wird dazu eine Emitterfolgerschaltung T1 benutzt. Der Temperaturgang dieses Emitterfolgers
sowie der Dioden D 1 und D 2 zur Erzeugung der Amplitudenschwellen konnte durch
Einfügen einer Diode D 5 in Durchlaßrichtung in den Basisspannungsteiler R 5, R
6, R 7 des Emitterfolgers kompensiert werden. An der Emitterelektrode des Transistors
T 1 wird das Hilfspotential U1, das aus dem Betriebspotential UB durch Spannungsteilung
entsteht, abgenommen.
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Bei der Übertragung von Telegrafiezeichen ist es möglich, daß kurze
Schritte der Telegrafiezeichen nicht mehr in die Endlage einschwingen, d. h., diese
Schritte sind nicht dem auf den eingeschwungenen Zustand des Signals eingestellten
Hilfspotential U1 angepaßt. Dies führt zu großen Telegrafieverzerrungen. Um diesen
Effekt zu beseitigen, führt man auf den Tiefpaß, der am Diskriminatorausgang angeschaltet
ist, den Telegrafiezeichen synchrone Impulse zu, die über ein RC-Glied aus der Ausgangsspannung
der Triggerschaltung DV gewonnen werden. Bei richtiger Phasenlage der rückgeführten
Impulse zu den Telegrafiezeichen schwingen die kurzen Telegrafieschritte in die
Endlage ein. Dadurch wird eine weitere Verringerung der Telegrafieverzerrung erzielt.
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Bei einer Messung in einem Telegrafieübertragungskanal ergab sich
eine Textverzerrung von 29%. Bei Verwendung der Schaltungsanordnung nach F i g.
1 konnte die Verzerrung auf 12% reduziert werden, während durch die Anordnung nach
F i g. 2 eine Textverzerrung von 5% zustande kam. Temperaturversuche ergaben bei
Änderungen der Umgebungstemperatur von Zimmertemperatur auf -40 und -I-75° C einen
Verzerrungszuwachs, der kleiner war als 10/0.