DE964613C

DE964613C - Pulse modulator for a message transmission system with pulse differential modulation

Info

Publication number: DE964613C
Application number: DEI7565A
Authority: DE
Inventors: Pierre R R Aigrain
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1952-08-07
Filing date: 1953-08-06
Publication date: 1957-05-23

Description

AUSGEGEBEN AM 23. MAI 1957ISSUED MAY 23, 1957

17565 VIII α/21a¹ 17565 VIII α / 21a ¹

Pierre R. R. Aigrain, ParisPierre R. R. Aigrain, Paris

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Die Erfindung¹ bezieht sieht auf ein Nachrichten^ übertragungssystem mit Pulsdifferentialmodulation, und zwar auf ein System, bei dem der Nachrichteninfoalt durch Impulse mit konstanter Amplitude übertragen wird.The invention relates ^one looks at a news ^ transmission system with pulse differential modulation, on a system in which the Nachrichteninfoalt is transmitted by pulses of constant amplitude.

Es sind bereits zahlreiche Impulsmodulationssysteme bekanntgeworden·. Im Rahmen der Vorschläge zur Durchführung einer Pulskodemodulation ist ein System bekanntgeworden, bei dem nicht die momentanen Absolutwerte der Nachriditenwelle kodiert werden, sondern zunächst die Differenz zwischen dem jeweils nachfolgenden Tastwert und dem vorangehenden ermittelt wird. Überschreitet die Differenz ein vorgegebenes Maß, so wird, je nach dem Vorzeichen der Änderung, ein positiver oder negativer Impuls erzeugt und übertragen, während im anderen Fall kein Impuls übertragen wird. Es handelt sich hierbei also· um eine Pulsdifferentiialmodulation.Numerous pulse modulation systems have already become known. As part of the proposals for performing a pulse code modulation, a system has become known in which not the current absolute values of the Nachriditenwelle are coded, but first of all the difference between each subsequent Sample value and the preceding is determined. If the difference exceeds a specified amount, so, depending on the sign of the change, a positive or negative pulse is generated and transmitted, while in the other case no pulse is transmitted will. What is involved here is therefore a pulse differential modulation.

Bei einem weiteren bekannten System wird ebetir falls die Amplitudendifferenz zweier aufeinanderfolgender Tastwerte ermittelt, und die Differenz-In another known system, ebetir if the amplitude difference between two consecutive sample values is determined, and the difference

709 522/193709 522/193

amplituden werden gemäß einer Amplitudenskala mit endlicher Stufemzahl quantisierfc und nach einem Kode mit drei odier vier Elementen kodiert. Ins enger Anlehnung an das zuerst genannte System ist weiterhin ein System entwickelt worden, daß ebenfalls auf der Differenzialmodulation beruht, bei dem aber von· Kodemodulation' insofern' nicht gesprochen werden kann, weil der einzelne Impuls weder eine Aussage über einen zugeordneten, momentanen Amplitudenwert noch über eine zugeordnete Amplitudendifferenz gibt. Bei diesem System wird-die Änderung der Nackrichtenwelle vielmehr durch den Rhythmus der Aufeinanderfolge von Impulsen- konstanter Amplitude ausgedrückt. Dieses System wird an Hand der Fig. 1 und 2 noch näher erläutert werden..amplitudes are quantized according to an amplitude scale with a finite number of steps and after a code with three or four elements. Closely based on the first mentioned System, a system has also been developed that is also based on differential modulation, but in which code modulation 'insofar' cannot be spoken because the individual impulse is neither a statement about an assigned, momentary amplitude value still gives over an assigned amplitude difference. With this one System will-the change of the news wave rather it is expressed by the rhythm of the succession of pulses of constant amplitude. This system will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.

Trotz des verringerten Aufwandes an Schaltmitteln, der schon bei diesem System durch den Verzicht der Feststellung einzelner Differenzwerte und ihrer tatsächlichen· Kodierung erreicht ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine weitere Vereinfachung der für diie Erzeugung der mit Pulsdifferentialmodulation, zu übertragenden« Impulse benötigten Schaltaittel.Despite the reduced cost of switching means, which is already in this system by the Dispensing with the determination of individual difference values and their actual coding is achieved the present invention a further simplification of the for the generation of with Pulse differential modulation, «pulses to be transmitted required switchgear.

Die Erfindung betrifft einen Impuismodulator für ein Nachrichtenübertragungssystem mit Pulsdifferentialmodulation', bei dem ähnlich wie bei dem an Hand der Fig. 1 und 2 noch zu erläuternden System die Änderung der Nachrichtenwelle durch. den Rhythmus dar Aufeinanderfolge von Impulsen· konstanter Amplitude ausgedrückt wird. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß, in Abhängigkeit von der differenitiellen' Änderung einer Nacbriehtenspannung zeitmodulierte· Impulse mittels Frequenzmodulation eines Impulsgenerators erzeugt werden und daß diese zeitmodulierten· Impulse zusammen mit zu äquidistanten Zeitpunkten auftretenden Impulsen einer Bezugsimpulsreihe eine Impulsventilschaltung derart betätigen, daß durch den jeweils auf einen zeitmodulierten Impuls nachfolgenden nächsten Bezugsimpuls ein Ausgangsimpuls an der Impulsvenitilschaltung entsteht, der übertragen wird.The invention relates to a pulse modulator for a communication system with pulse differential modulation ', in the similar to that to be explained with reference to FIGS. 1 and 2 System to change the message wave. the rhythm of the succession of impulses constant amplitude is expressed. It is characterized by the fact that, depending on the differential 'change of a post-tensioning tension time-modulated · pulses generated by frequency modulation of a pulse generator and that these time-modulated pulses occur together with equidistant points in time Pulses of a reference pulse train actuate a pulse valve circuit in such a way that through the next reference pulse following a time-modulated pulse is an output pulse at the pulse valve circuit that is transmitted.

An Hand der Zeichnungen werden' der Stand der Technik und die durch die Erfindung erzielte Verbesserung genauer erläutert.The status of the Technique and the improvement achieved by the invention explained in more detail.

Fig. ι zeigt eine Umsetzerstufe bekannter Bauart; Fig. Ι shows a converter stage of known type;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Fig. ι;FIG. 2 shows a diagram for explaining FIG.

Fig. 3 zeigt eine Umsetzerstufe gemäß der Erfindung; Fig. 3 shows a converter stage according to the invention;

Fig. 4 zeigt Impulsreihen· an verschiedenen Punkten der Fig. 3;
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fig· 3-Fig. 4 shows pulse trains at various points in Fig. 3;
Fig. 5 shows a further embodiment of Fig. 3-

In Fig. ι wird schematiseh die zuletzt erwähnteThe last mentioned is schematically shown in FIG

bekannte Ausführungsform eines Umsetzers für Pulsdiifferentialmodulation gezeigt und Fig. 2· zeigt die Impulsreihen! an· verschiedenen Punkten der Schaltung.known embodiment of a converter for pulse differential modulation shown and Fig. 2 shows the pulse series! at different points in the circuit.

Die Anordnung der Fig. 1 besteht aus einer Vergleichssitufe 1 mit direi Eingangsklemmen 2, 3 und 4 einer Ausgangsklemme 5. Die Ausgangssignale der Vergleichsstufe 1 gelangen an eine Rückumsetzerstufe 6_r die mit der empfangsseitig verwendeten identisch ist. Die Ausgangssignale der Stufe 6 liegen an der Eingangsklemme 4 der Vergleidhsstufe 1. Das umzusetzende Signal liegt an der Eingangsklemme 2 und. ist bei 7 (Fig. 2) dargestellt. An der Eingangsklemme 3 der Vergleichestufe ι liegen die Biezugsiimpule 8 (Fig. 2), die zu regelmäßigen Zeitpunkten' auftreten. Die Vergleidhsstufe gibt nur dann- einen Ausgangsimpuls ab, wenn bei gleichzeitigem Vorhandensein der Bezugsimpulse diie Signalamplitude an- der Eingangsklemme 2 größer ist als die des von Stufe 6 an der Eingangsklemme4 ankommenden Signals. Ist dies nicht der Fall, dann¹ sperrt die Vergleichsstufe den Durchgang der Bezugsimpulse zur Aus- gangsklemme 5. Die Ausgamgsimpulsie der Vergleichsstufe sind bei 9 (Fig. 2) dargestellt. Der Rückumsetzer 6 besteht beispielsweise aus einem Integrierglied mit etwa einem Kondensator, der einen Kreis· mit konstantem Entladestrom enthält und einem Ladekreis für den' Kondensator, der derart angeordnet ist, daß jeder Ausgangsiknpuls der Stufe 1 die Ladung des Kondensators um den Betrag 2 Q erhöht, während sich dler Kondensator zwischen, zwei Impulse um den Betrag Q entlädt. Das Ausgangssignal der Stufe 6 ist bei 10 (Fig. 2) gezeigt. Es· ist leicht einzusehen, daß das bei 4 an>liegende Signal aus den Ausgangsimpulsen der Stufe ι gewonnen: werden kann, wenn man empfangsseitig eine Rückumsetzerstufe gleicher Art wie die Stufe 6 oder eine Stufe mit gleicher Arbeitsweise verwendet¹.The arrangement of FIG. 1 consists of a comparison stage 1 with direct input terminals 2, 3 and 4 of an output terminal 5. The output signals from the comparison stage 1 reach a reconverter stage 6 _r which is identical to that used on the receiving end. The output signals of stage 6 are at input terminal 4 of comparison stage 1. The signal to be converted is at input terminal 2 and. is shown at 7 (Fig. 2). The bending tensile pulses 8 (FIG. 2), which occur at regular points in time, are applied to the input terminal 3 of the comparison stage ι. The comparison stage only emits an output pulse if the signal amplitude at input terminal 2 is greater than that of the signal arriving from stage 6 at input terminal 4 while the reference pulses are also present. If this is not the case, then ¹ the comparison stage blocks the passage of the reference pulses to the output terminal 5. The output pulses of the comparison stage are shown at 9 (FIG. 2). The rear converter 6 consists for example of an integrator with about a condenser which contains a cycle · constant discharging current and a charging circuit for the 'capacitor which is arranged such that each Ausgangsiknpuls the stage 1 increases the charging of the capacitor by the amount 2 Q while the capacitor discharges by the amount Q between two pulses. The output of stage 6 is shown at 10 (Fig. 2). It is easy to see that the signal present at 4 can be obtained from the output pulses of stage ι if a reconverter stage of the same type as stage 6 or a stage with the same mode of operation is used at the receiving end ¹ .

Fig. 3 zeigt eii* Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die es ermöglicht, aus einem Eingangssignal· 7 (Fig. 2) Ausgangsimpulse 9 (Fig. 2) zu gewinnen. Das umzusetzende Signal liegt an der Klemme 11 und¹ damit an einem Differentierglied mit einem Kondensator 12 und einlem Widerstand 13. Die differentüerten Signale gelangen an das Gitter eines frequenzmodulierten Impulsgenerators, der derart bemessen ist, daß der Abstand zweier aufeinanderfolgender Impulse durch folgende Formel ausgedrückt werden kann:3 shows a circuit arrangement according to the invention which enables output pulses 9 (FIG. 2) to be obtained from an input signal 7 (FIG. 2). The signal to be converted is applied to terminals 11 and ^1, thus to a differentiating element with a capacitor 12 and a resistor 13. The differentiated signals reach the grid of a frequency-modulated pulse generator, which is dimensioned so that the distance between two successive pulses is expressed by the following formula can:

+ f (r)]dt = t₂ — t_t +Jf (ή dt = α. (ι)+ f (r)] dt = t ₂ - t _t + Jf (ή dt = α. (ι)

Dabei sind f (J) das Impulssignal, J₁ und J₂ die Auftrittszeitpunfcte zweier aufeinanderfolgender Impulse und" α einle Konstante. Ein derartiger Oszillator kann, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Sperrschwinger sein, der aus einer Triode 14 und einem Übertrager mit drei Wicklungen 15 besteht. Eine Triode 16 wird in an sich bekannter Weise zur Modulation der Impulswiederholungsfrequenz der Ausgan'gsimpulse des Sperrsohwiagers verwendet. Die Ausgangsimpulse des Oszillators werden über die untere Wicklung des Übertragers 15 an eine Kippschaltung 17 mit zwei stabilen Lagen A und B gelegt. Das aus dem Oszillator 14-15 stammende Signal dient dazu, die Kippschaltung in dieHere, f (J) is the pulse signal, J ₁ and J _{2 are} the times of occurrence of two consecutive pulses and " α is a constant. Such an oscillator can, as shown in FIG three windings 15 is composed. a triode 16 is used in known manner for modulating the pulse repetition frequency of the Ausgan'gsimpulse of Sperrsohwiagers. the output pulses of the oscillator are superimposed on the lower winding of the transformer 15 to a flip-flop 17 stable with two layers a and B The signal coming from the oscillator 14-15 is used to convert the flip-flop into the

Stellung B zu kippen, wenn sie gerade bei A ist. Ist die Kippschaltung in der Stellung- B, dann bleiben diiese Impulse wirkungslos·. Die Bezugs impulse 8 (Fig. 2) liegen gleichfalls· an· der Kippschaltung 17, und zwar an der Klemme 18 derart, daß sie den Multivibrator von¹ Stellung¹ B in Stellung A zu kippen vermögen. Ist die Kippschaltung bereits in Stellung A, dann bleiben die Bezugsimpulse wirkungslos. Die Ausgangsimpulse der Kippstufe werden in der Stufe 19 differentiiert und verstärkt. Diese Stufe 19 ist so aufgebaut, daß sie nur die Impulse hindürchläßt, die einem Kippen der Stufe 17 von StellungB in Stellung^ entsprechen und die die zu übertragenden Impulse darstellen, die an der Klemme 20 auftreten. Um die Arbeitsweise dieser Anordnung zu verstehen, muß bemerkt werden, daß der eine Teil der Kippschaltung in der Tat dann einen Bezugsimpuls hin¹-durchläßt, wenn seit dem vorhergehenden Bezugs-Tilt position B when it is just at A. If the toggle switch is in position- B, these pulses have no effect. The reference impulse 8 (Fig. 2) likewise · · are located at the flip-flop 17, namely at the terminal 18 so that they are able to tilt the multivibrator of ¹ ¹ position B to position A. If the toggle switch is already in position A, the reference pulses have no effect. The output pulses of the trigger stage are differentiated and amplified in stage 19. This stage 19 is constructed in such a way that it only allows impulses which correspond to a tilting of stage 17 from position B to position ^ and which represent the impulses to be transmitted which occur at terminal 20. In order to understand the operation of this arrangement, it must be noted that one part of the flip-flop circuit does in fact pass a reference pulse towards ¹ if since the previous reference

ao impuls ein Aüsgangsimpuls des Generators 14-15 an der Kippstufe lag. Stellt g (i) das am Umsetzereingangliegende Signal dar, dann; liefert Gleichung (1):ao impuls an output impulse of the generator 14-15 was at the trigger stage. If g (i) represents the signal at the converter input, then; equation (1) yields:

(2)(2)

In Fig. 4 wird die Größe t + g(t) als eine Funktion von t in- einem geneigten Koordinatensystem und die Funktion g (t) in einem gewöhirllichenj cartesischen Koordinatensystem gezeigt. Bei 21 (Fig. 4) ist die Zei.tachse für g (t) und bei 22 die Zeitachse für t + g (i) gezeigt. Die Geraden 23, 24 und 25 entsprechen der Gleichung:In FIG. 4 the quantity t + g (t) is shown as a function of t in an inclined coordinate system and the function g (t) in a usual Cartesian coordinate system. The time axis for g (t ) is shown at 21 (FIG. 4) and the time axis for t + g (i) is shown at 22. The straight lines 23, 24 and 25 correspond to the equation:

t + g(i)=na. (3) t + g (i) = na. (3)

(» ist eine ganze Zahl)(»Is an integer)

Die Ordinatenachse 26 entspricht den Werten der Funktionen g (t) und t + g (f). Bei 27 sind die frequenzmodulierten Impulse an der Ausgangsklemme des Oszillators 14-15 gezeigt, bei 28 die Bezugsimpulsreihe und bei 29 die Ausgangsimpulse an der Klemme 20 (Fig. 3). Es ist leicht zu sehen, wie die übertragenen Impulse bezüglich der darin enthaltenen Nachricht aufgebaut sind und daß sie den bei der Anordnung nach Fig. 1 erhaltenen· Impulsen gleichwertig sind.The ordinate axis 26 corresponds to the values of the functions g (t) and t + g (f) . At 27 the frequency-modulated pulses at the output terminal of the oscillator 14-15 are shown, at 28 the reference pulse series and at 29 the output pulses at terminal 20 (FIG. 3). It is easy to see how the transmitted pulses are structured with respect to the message contained therein and that they are equivalent to the pulses obtained in the arrangement according to FIG.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung, die an Stelle der Stufe 17 in Fig. 3 verwendet werden kann. Die frequenzmodulierten Impulse des Generators 14-15 liegen an der Klemme 30, die Bezugsimpulse an der Klemme 31, während die Ausgangsimpulse an der Klemme 32 abgenommen werden können. Diese Bezugsimpulse liegen am Gleichrichter 33 und ihre Amplitude ist normalerweise zu gering, um den Gleichrichter 34 über den Kondensator 35 zu entsperren, wenn dieser nicht vorher durch einen Ausgangsimpuls des Generators 14-15 (Fig. 3) über dien Gleichrichter 36 aufgeladen worden ist. Es ist klar, daß die Ausgangssignale an· der Klemme 32 mit denen an der Klemme 20 (Fig. 3) identisch sind.FIG. 5 shows a circuit which can be used in place of stage 17 in FIG. the frequency-modulated pulses from the generator 14-15 are applied to terminal 30, the reference pulses to the Terminal 31, while the output pulses can be picked up at terminal 32. These reference pulses lie on the rectifier 33 and their amplitude is usually too low to the Rectifier 34 to unlock via the capacitor 35, if this has not previously been through a Output pulse of generator 14-15 (Fig. 3) has been charged via the rectifier 36. It is clear that the output signals are different Terminal 32 is identical to that on terminal 20 (Fig. 3).

Claims

PATENT CLAIMS:

I. Pulse modulator for a message transmission system with pulse differential modulation, in which the change in the message wave is expressed by the rhythm of a succession of pulses of constant amplitude, characterized in that time-modulated pulses are generated by means of frequency modulation of a pulse generator as a function of the differential change in a message voltage and that these time-modulated pulses together with pulses of a reference pulse series occurring at equidistant points in time actuate a pulse valve circuit ¹ such that the next reference pulse following a time-modulated pulse produces an output pulse at the pulse valve circuit which is transmitted.

2. Pulse modulator according to claim 1, characterized in that the pulse valve circuit consists of a tilting arrangement with two stable layers such that the one time-modulated pulses lying on their input terminals, the toggle arrangement only from the first can tilt into the second stable position that the one at the other of its input terminals lying reference pulses tilt the tilting arrangement only from the second to the first position can and that only an output pulse arises when the toggle arrangement in the first Position is tilted back.

3. Pulse modulator according to claim 1, characterized characterized in that the pulse valve circuit is constructed to have a Contains capacitor (35), which by the time-modulated pulses via a light guide (36) is charged and. which is also supplied with the reference pulses via a second directional conductor (33) and that this capacitor is connected to a normally locked switching device (34) is connected, which only after the capacitor has been charged by one of the time-modulated pulses for the reference pulses is conductive and an output pulse prevents.

Considered publications: Britisdhe Patent Nos. 662 611, 627462.

1 sheet of drawings