CH616786A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Empfänger für ein gesendetes achtphasenmoduliertes Trägersignal, welches jeden der möglichen Werte von 3-Bit-Zeichen durch jeweils eine von acht Phasenlagen darstellt und welches mit der Folgefrequenz der Zeichen amplitudenmoduliert ist. Ein solcher Empfänger kann in einem Modulator/Demodulator-System (Modem) verwendet werden, worin ein Trägerimpuls am senderseitigen Ende einer Übertragungsstrecke mit Information moduliert worden ist (z. B. im Modulatorteil eines Modems) und der Trägerimpuls am empfängerseitigen Ende der Strecke demoduliert werden soll, um die Information wiederzugeben. Ein Empfänger des beschriebenen Typs mag dazu beitragen, dass die über einen

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vorhandenen Nachrichtenkanal begrenzter Bandbreite übertragbare Informationsmenge möglichst gross gemacht werden kann.

Aus der DE-AS 1 762 517 ist ein Verfahren und eine Schal-5 tungsanordnung zur Démodulation eines phasendifferenzmo-dulierten Signals bekannt, dessen in aufeinanderfolgenden Modulationsperioden auftretende Phasendifferenzen binärcodierten Daten zugeordnet sind, wobei an jeweils gleichen Zeitpunkten aufeinanderfolgender Modulationsperioden die Zäh-10 lerstände eines Zählers gelesen werden, und aus dem jeweiligen, eine Phasendifferenz darstellenden Unterschied der Zählerstände die zugehörigen Daten gewonnen werden. Hierbei erfolgt eine rein digitale Feststellung und Auswertung der Phasendifferenzen des Trägersignals und durch die Ablesung der 15 Zählerstände an einem jeweils bestimmten Zeitpunkt innerhalb eines Modulationsintervalls bleiben zwischendurch eventuell auftretende Störungen im Trägersignal ohne Einfluss auf die Démodulation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Erhöhung der 20 Präzision eines Empfängers für einen mit acht Phasenlagen phasenmodulierten Träger ohne nennenswerte Erhöhung des Schaltungsaufwandes. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung verwendet demgemäss hierfür im Gegensatz 25 zum Stande der Technik eine Phasensynchronisierschaltung in Verbindung mit einer Frequenzsynchronisierschaltung, um eine erzeugte Bezugsschwingung in Phasensynchronismus mit aus dem empfangenen Signal abgeleiteten Symbolimpulsen zu bringen, wobei die von der Phasensynchronisierschaltung 30 erzeugten Korrektursignale ausserdem zur Korrektur der Frequenz - über ein längeres Zeitintervall gesehen - der vom Bezugssignal erzeugten Bezugsschwingungen verwendet werden. Man erhält auf diese Weise bei geringem Aufwand mit ebenfalls vergleichsweise einfachen Digitalschaltungen eine 35 Präzision, wie sie mit Digitalschaltungen üblicherweise erreicht wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei-40 spiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Achtphasen-Modulator/ Demodulators (Modem), in dem ein erfindungsgemässer Empfänger verwendet wird;

Fig. 2 zeigt in einem Schaubild den zeitlichen Verlauf von 45 Signalen, die bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Modems nach Fig. 1 erwähnt werden;

Fig. 3 zeigt Teile der Anordnung nach Fig. 1 in näheren Einzelheiten;

Fig. 4 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform eines in 50 Fig. 1 dargestellten veränderbaren Frequenzteilers;

Fig. 5 zeigt Einzelheiten einer Ausführungsform eines in der Anordnung nach Fig. 1 enthaltenen Frequenzvervielfachers;

Fig. 6 zeigt Einzelheiten eines anderen in der Anordnung nach Fig. 1 enthaltenen veränderbaren Frequenzteilers. 55 Der als Beispiel in Fig. 1 gezeigte Achtphasen-Modulator/ Demodulator enthält einen Sendeteil mit einem Achtphasen-Modulator 10, dem Binärdaten in Serienform über eine Leitung 9 mit einer Geschwindigkeit von 250 Bit pro Sekunde zugeführt werden. Jede an den Modulator 10 gelieferte 3-Bit-Gruppe 60 bewirkt, dass die Phase eines aus der Quelle 12 kommenden 2900-Hz-Trägers in eine der Information dieser Gruppe entsprechende Phasenlage von acht verschiedenen Lagen geschoben wird. (Die dem Modulator zugeführten 3-Bit-Gruppen sind sogenannte «differenzcodierte» Darstellungen der Originalda-65 ten, d. h. jede gesendete Bit-Gruppe stellt die Differenz zwischen der augenblicklichen und der vorangegangenen Bit-Gruppe dar.) Die einzelnen Gruppen von jeweils 3 Bits können als einzelne «Zeichen» angesehen werden, und jede dem Modu-

lator 10 zugeführte Dreiergruppe führt zur Erzeugung einer entsprechenden «Zeichenperiode» von 12 ms, die etwa 35 Perioden des 2900-Hz-Trägers enthält, wie es in Fig. 2A schematisch dargestellt ist. Entsprechend ihrer Periode von 12 ms haben die Zeichen eine Folgefrequenz von 83% Hz. Das erste Drittel der Periodendauer jedes der als phasenmodulierter Träger vorliegenden Zeichen wird von einem Tor 14 durchgelassen, um eine Amplitudenmodulation mit der Zeichenfrequenz zu bewirken, wie es in Fig. 2B veranschaulicht ist. Dieses Signal wird über ein Filter 16 mit einem Durchlassbereich von 2900 ± 50 Hz auf eine Ausgangsleitung 17 gegeben, die zu einer Übertragungseinrichtung (nicht dargestellt) führt. Das Filter 16 ist ein phasenlineares passives Bandfilter, dessen Übertragungsverhalten dazu führt, dass als Antwort auf den gemäss Fig. 2B amplitudenmodulierten Träger an seinem Ausgang eine Modulation gemäss einer potenzierten Cosinusfunktion erscheint. Dies dient dem Zweck, eine wechselseitige Beeinflussung der aufeinanderfolgenden Zeichen möglichst gering zu halten. Das vom Filter 16 abgegebene amplitudenmodulierte 2900-Hz-Signal ist in Fig. 2C dargestellt.

Ein Kristalloszillator 18 mit einer Schwingfrequenz von 2 900 000 ± 25 Hz wird sowohl im Sendeteil als auch im Empfangsteil des Modems verwendet. Das 2 900 000 Hz-Signal wird in einem Untersetzer (Frequenzteiler) 11 durch 125 und durch 8 geteilt, um bei 12 den 2900-Hz-Träger zu erzeugen. Eine Teilung des 2 900 000-Hz-Signals durch 29, durch 400 und durch 3 führt zur Bildung eines 83V3-Hz-Signals, welches zur Festlegung der Zeichenperiode verwendet wird.

Eine von einem fernen Sender kommende phasenmodulierte Trägerwelle wird über eine Leitung 19 auf ein dem Filter 16 ähnliches Filter 21 mit einem Durchlassbereich von 2900 ± 50 Hz gegeben und gelangt anschliessend zu einem Amplitudendemodulator 20, der aus dem Träger eine 83V3-Hz-Welle extrahiert, wie sie in Fig. 2D gezeigt ist. Die extrahierte 83V3 Hz-Welle wird von einem Impulsgenerator 22 geformt und in eine 83V3 Hz-Impulsfolge umgewandelt. Diese Impulsfolge wird in einer Verzögerungseinheit 24 um etwa 4,2 ms (was etwa 35% der Zeichenperiode von 12 ms entspricht) gegenüber einer Hüllkurveneinschnürung des Trägers verzögert, so dass am Ausgang der Einheit 24 ein Signal erscheint, wie es in Fig. 2E dargestellt ist. Der Amplitudendemodulator 20 kann gemäss Fig. 3 aus einem hochverstärkenden AVR-Verstärker 102 (AVR= automatische Verstärkungsregelung), einem Operationsverstärker 104, einem Vollweggleichrichter 106 und einem auf 83V3 Hz abgestimmten zweistufigen aktiven Bandfilter 108 bestehen. Der Impulsgenerator 22 kann einen Operationsverstärker 110 enthalten, um die vom Demodulator 20 empfangene 83'/3 Hz-Sinuswelle in Rechteckform zu bringen, sowie ein monostabiles Flip-Flop 112, welches auf die Vorderflanke der Rechteckwelle anspricht, um die 83V3-Hz-Impuls-folge zu erzeugen. Die 35%-Verzögerungseinheit 24 kann eine digital gesteuerte Verzögerungseinrichtung mit einem Zähler 114 sein, der mit einer Bezugsfrequenz betrieben wird, die über einen Untersetzer 116 vom 2 900 000 Hz-Oszillator 18 abgeleitet wird.

Der am Ausgang des Filters 21 erscheinende phasenmodulierte Träger wird ausserdem einem übersteuerten Operationsverstärker 26 zugeführt, der jegliche Amplitudenmodulation wegnimmt und die sinusförmige 2900-Hz-TrägerweIle in eine 2900 Hz-Rechteckwelle umformt. Die 2900-Hz-Rechteckweile wird in einem Nadelimpulsgenerator 28 in eine Nadelimpulsfolge der Frequenz 2900 Hz umgeformt, worin jeder Nadelimpuls eine Breite von etwa 344 Nanosekunden hat, die durch ein monostabiles Flip-Flop festgelegt werden kann (die Breite der Nadelimpulse kann andererseits auch über eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Verbindung durch die Periode des Kristalloszillators 18 bestimmt werden).

Die von der Verzögerungseinheit 24 kommenden verzöger616786

ten Impulse, die mit einer Folgefrequenz von 83V3 Hz entsprechend der Zeichenperiode auftreten, werden einer Torschal-tung 30 angelegt, um aus der vom Nadelimpulsgenerator 28 gelieferten 2900 Hz-Nadelimpulsfolge jeweils einen Nadelimpuls pro Zeichenperiode auszublenden. Jeder der ausgeblendeten Nadelimpulse, die auf der Leitung 31 erscheinen und in Fig. 2F dargestellt sind, erscheint etwa 35% der Zeichenperiode (4,2 ms) nach dem Beginn eines der in Fig. 2D dargestellten zeichenfrequenten Impulse. Es hat sich gezeigt, dass an diesem Punkt die zu dem betreffenden Zeichen gehörende Phase eindeutig und praktisch ungestört durch die zu den benachbarten Zeichen gehörenden Phasen ist. Der auf der Leitung 31 erscheinende einzelne Nadelimpuls hat eine Phase, welche genau die während der betreffenden Zeichenperiode gewollte Phase des empfangenen Trägers darstellt. Die Phase jedes Nadelimpulses ist eine von acht verschiedenen Phasen zur Darstellung eines der acht verschiedenen dreistelligen Binärzeichen 000 bis 111. Diese ausgeblendeten Nadelimpulse werden nachstehend mit «Zeichen-Nadelimpulse» bezeichnet, sie haben jeweils eine Breite von 0,344 MikroSekunden und erscheinen mit einer Folgefrequenz von 83V3 Hz bzw. einer Folgeperiode von 12 ms.

Der Empfangsteil des in Fig. 1 dargestellten Modems enthält ferner eine Kette aus Frequenzvervielfachern und Frequenzteilern, um an Ort und Stelle einen Bezugsimpuls zu erzeugen, dessen Frequenz das Achtfache der Frequenz der 2900-Hz-TrägerwelIe beträgt und die frequenzsynchron mit der empfangenen 2900-Hz-Trägerwelle gehalten wird. Das 2 900 000-Hz-Signal vom Kristalloszillator 18 wird über eine Leitung 33 einem veränderbaren Frequenzteiler (Untersetzer) 34 zugeführt, der die 2 900 000 Hz durch 16 468 ± 30 teilt, um eine Ausgangswelle einer Frequenz von etwa 176 Hz zu erzeugen. Der Teiler 34 enthält Einrichtungen, um den Divisor abhängig von angelegten Steuersignalen zu erhöhen und zu vermindern. Der Teiler 34 enthält einen die Perioden der ihm zugeführten 2 900 000-Hz-Welle zählenden Zähler und liefert jedesmal beim Erreichen des Zählerstands 16 468 einen Ausgangsimpuls und stellt den Zähler anschliessend zurück. Wenn dem Teiler 34 ein Frequenzerhöhungs-Steuersignal angelegt wird, werden diejenigen Zählerausgangssignale herangezogen, die jeweils nach einem Zählerstand erscheinen, der um so viel kleiner als der Wert 16 468 ist, dass die Ausgangsfrequenz des Teilers um einen Betrag erhöht wird, der in dem am Ende resultierenden 2900-Hz-Bezugssignal zu einer Frequenzerhöhung von 0,3 Hz führt. Nachfolgende Steuersignale können eine weitere Erhöhung der Ausgangsfrequenz oder eine Verminderung der Ausgangsfrequenz bewirken.

Wie es ausführlicher in Fig. 4 dargestellt ist, kann der Frequenzteiler 34 einen vorwärtszählenden Zähler 120 enthalten, der die Perioden des 2 900 000-Hz-Eingangssignals zählt, bis er einen Stand von 16 428 erreicht, um dann über eine Leitung 121 einen weiteren Vorwärts-Zähler 122 einzuschalten und sich selbst über eine Leitung 123 abzuschalten. Der Zähler 122 zählt, bis seine an einen Vergleicher 124 gelegte Ausgangsgrösse gleich einem in einem Vorwärts/Rückwärts-Zähler 126 gespeicherten Zählwert ist. Falls der im Zähler 126 gespeicherte Zählwert gleich 40 ist, liefert der Vergleicher einen Ausgangsimpuls, der über eine Leitung 127 die Zähler jedesmal zurückstellt, wenn die Zählerstände der Vorwärts-Zähler 120 und 122 zusammen die Summe 16 468 ergeben. Dies bedeutet eine Ausgangsfrequenz von etwa 352 Hz, die in einer weiteren Teilerstufe 128 auf 176 Hz halbiert wird. Der im Vorwärts/Rückwärts-Zähler 126 gespeicherte Zählwert kann mit jedem Impuls aus einem Verknüpfungsglied 76 um 1 erhöht und mit jedem Impuls aus einem Verknüpfungsglied 74 um 1 vermindert werden.

Die Frequenz von 176 Hz am Ausgang des Teilers 34 wird in einem harmonischen Frequenzvervielfacher 36 (Fig. 1) auf

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genau das Neunzehnfache, also auf etwa 3345 Hz vervielfacht. Der Vervielfacher enthält ein aktives Bandfilter, welches die neunzehnte Harmonische aus der vom Teiler 34 gelieferten Rechteckwelle ableitet. Der Vervielfacher enthält ferner eine Vergleicherschaltung, um diese neunzehnte Harmonische in Rechteckform zu bringen. Die Ausgangsfrequenz des Vervielfachers 36 wird in einem weiteren Vervielfacher 38 mit 312 multipliziert. Dieser in Fig. 5 ausführlicher dargestellte Vervielfacher 38 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator 130 für 1 044 000 Hz, einen 1 :312-Untersetzer 132, um die Oszillatorfrequenz von 1 044 000 Hz auf 3345 Hz herunterzuteilen, und einen Frequenzvergleicher 134, der die vom Vervielfacher 36 kommenden 3345 Hz mit den vom Untersetzer 132 kommenden 3345 Hz vergleicht und an seinem Ausgang 136 ein Steuersignal liefert, um die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators zu regeln.

Das vom Vervielfacher 38 kommende Signal der Frequenz 1 044 000 Hz wird einem veränderbaren Frequenzteiler 40 (Fig. 1) zugeführt, der normalerweise eine Frequenzteilung durch die Zahl 45 bewirkt, um eine Ausgangsfrequenz von 23 200 Hz zu liefern, die gleich dem Achtfachen der Trägerfrequenz von 2900 Hz ist. Der veränderbare Teiler 40 enthält einen Zähler mit Ausgängen für die Zählerstände 43,45 und 47. Normalerweise zählt dieser Zähler die Perioden des 1 044 000 Hz-Signals und liefert jedesmal beim Erreichen eines Zählwerts von 45 ein Ausgangssignal und wird gleichzeitig zurückgestellt. Wird jedoch über eine Leitung 59 ein Steuersignal der Bedeutung «Vorverschiebung» angelegt, dann wird der Zähler einmal bereits dann auf 0 zurückgestellt, wenn er von 1 bis 43 gezählt hat. Dies führt zu einer Vorverschiebung der Phase im 23 200-Hz-Ausgangssignal des Teilers. Andererseits hat ein über eine Leitung 63 angelegtes Steuersignal der Bedeutung «Rückverschiebung» zur Folge, dass der Zähler im veränderlichen Frequenzteiler einmal erst dann zurückgestellt wird, nachdem er von 1 bis 47 gezählt hat. Diës führt zu einer Rückverschiebung der Phase im 23 200 Hz-Ausgangssignal des Frequenzteilers.

In einer Ausführungsform, die ausführlicher in Fig. 6 dargestellt ist, kann der Frequenzteiler 40 einen Zähler 142 enthalten, dessen Ausgänge mit einem Decodierer 144 verbunden sind. Der Decodierer liefert auf der Leitung 146 immer dann ein Ausgangssignal, wenn ein Zählerstand von 47 erreicht ist. Der Ausgang 146 wird normalerweise dazu herangezogen, den Zähler über ein UND-Glied 148 auf die Zahl 2 zurückzustellen. Das Glied 148 wird über ein NOR-Glied 150 eingeschaltet, wenn keine Signale auf den Leitungen 59 und 63 anstehen. Unter dieser Bedingung zählt der Zähler 142 von 2 bis 47 und wirkt somit wie ein von 0 bis 45 zählender Zähler. Wenn auf der Leitung 59 ein Signal der Bedeutung «Vorverschiebung» ansteht, bewirkt ein Verknüpfungsglied 152, dass eine der Rückstellungen des Zählers auf die Zahl 4 erfolgt, so dass der Zähler einmal wie ein von 0 bis 43 zählender Zähler wirkt. Wenn auf der Leitung 63 ein Steuersignal der Bedeutung «Rückverschiebung» ansteht, dann wird der Zähler unter Vermittlung durch das Verknüpfungsglied 154 auf 0 zurückgestellt, so dass er einmal wie ein von 0 bis 47 zählender Zähler wirkt.

Das vom Frequenzteiler 40 (Fig. 1) kommende 23 200-Hz-Signal wird über eine Leitung 41 gekoppelt, um einen sogenannten «Frühimpulsgenerator» 42, einen sogenannten «Mittelimpulsgenerator» 44 und einen sogenannten «Spätimpulsgenerator» 46 zu steuern, deren jeder eine Impulsfolge mit einer Folgefrequenz von 23 200 Hz und einer Folgeperiode von etwa 0,043 ms erzeugt. Jeder der vom Generator 42 gelieferten «Frühimpulse», die in Fig. 2G dargestellt sind, belegt die ersten 0,016 ms der Periode. Die in Fig. 2H dargestellten «Mittelimpulse» vom Generator 44 belegen jeweils die mittleren 0,011 ms der Periode, und die in Fig. 21 dargestellten «Spätimpulse» vom Generator 46 belegen jeweils die letzten 0,016 ms der Periode. Die jeweils mit der Folgefrequenz von 23 200 Hz auftretenden Früh-, Mittel- und Spätimpulse werden in jeweils zugeordneten UND-Gliedern 48,50 und 52 mit den mit einer Folgefrequenz von 83V3 Hz auf der Leitung 31 erscheinenden Zeichen-Nadelimpulsen (Fig. 2F) verglichen, um die Phase des vom Frequenzteiler 40 gelieferten Bezugsimpulses von nominal 23 200 Hz zu steuern. Jeder Zeichen-Nadelimpuls hat eine Dauer von etwa 0,000344 ms und erscheint ungefähr 278 Mal weniger häufig als die Frühimpulse, die Mittelimpulse und die Spätimpulse.

Wenn ein Zeichen-Nadelimpuls zu einer Zeit erscheint, während der das Verknüpfungsglied 48 durch einen vom Generator 42 kommenden Frühimpuls eingeschaltet ist, wird dieser Nadelimpuls vom Glied 48 an den Setzeingang eines Flip-Flops 54 durchgelassen. Nach einer durch eine Verzögerungseinheit 56 bewirkten Verzögerung von etwa 0,69 ms läuft der Zeichen-Nadelimpuls durch ein UND-Glied 58, welches durch den Setzausgang des Flip-Flops 54 eingeschaltet worden ist. Der daraufhin auf der Leitung 57 erscheinende Nadelimpuls ist als Befehl «Vorverschiebung» zu werten und wird über die Leitung 59 an den veränderbaren Frequenzteiler 40 gelegt, um den darin enthaltenen Zähler zu veranlassen, sich einmal bereits nach Zählung von 1 bis 43 auf 0 zurückzustellen, und dann jeweils wieder bis 45 zu zählen. Dies hat zur Folge, dass die Phase des vom Frequenzteiler 40 gelieferten Signals von nominell 23 200 Hz um 2 Mikrosekunden vorverschoben wird.

Wenn ein Zeichen-Nadelimpuls zu der Zeit erscheint, während der das Verknüpfungsglied 52 durch einen vom Generator 46 gelieferten Spätimpuls eingeschaltet ist, dann wird dieser Nadelimpuls vom Glied 52 an den Setzeingang eines Flip-Flops 60 durchgelassen. Nach einer Verzögerung von 0,69 ms läuft der Nadelimpuls durch ein UND-Glied 62, das vom Setzausgang des Flip-Flops 60 eingeschaltet worden ist. Der daraufhin auf der Leitung 61 erscheinende Nadelimpuls ist als Befehl «Rückverschiebung» zu werten und wird über die Leitung 63 dem veränderbaren Frequenzteiler 40 zugeführt, um den darin enthaltenen Zähler zu veranlassen, sich einmal erst nach Zählung von 1 bis 47 auf 0 zurückzustellen und anschliessend jeweils wieder bis 45 zu zählen. Dies führt dazu, dass die Phase des vom Frequenzteiler 40 gelieferten Signals der Nominalfrequenz von 23 200 Hz um 2 Mikrosekunden rückverschoben wird.

Wenn ein Zeichen-Nadelimpuls zu derjenigen Zeit erscheint, während der das Verknüpfungsglied 50 durch einen vom Generator 44 gelieferten Mittelimpuls eingeschaltet ist, wird dieser Nadelimpuls vom Glied 50 zu den Lösch- bzw. Rücksetzeingängen der Flip-Flops 54 und 60 durchgelassen. Unter dieser Bedingung ist das vom Frequenzteiler 40 gelieferte 23 200-Hz-Bezugssignal mit dem an der Leitung 19 empfangenen 2900-Hz-Eingangssignal phasensynchronisiert, und die den Divisor darstellende Zahl 45, bis zu der der im Frequenzteiler 40 enthaltene Zähler zählt, wird in keiner Richtung geändert.

Die von den Verknüpfungsgliedern 58 und 62 gegebenenfalls durchgelassenen und im beschriebenen Phasenregelkreis verwendeten Nadelimpulse werden ausserdem in einem gleichzeitig arbeitenden Frequenzregelkreis verwendet. Die Nadelimpulse von beiden Verknüpfungsgliedern 58 und 62 werden über ein ODER-Glied 64 auf die Signaleingänge eines vorwärts-und rückwärtszählenden «Vorverschiebungs»-Zählers 66, eines «Schwellen»-Zählers 68 und eines vorwärts- und rückwärtszählenden «Rückverschiebungs»-Zählers 70 gekoppelt. Der vom Ausgang des Gliedes 58 auf die Leitung 57 gegebene Nadelimpuls wird einem Setzeingang S eines zählersteuernden Flip-Flop-Schalters 72 zugeführt. Der vom Ausgang des Verknüpfungsgliedes 62 auf die Leitung 61 gegebene Nadelimpuls wird einem Rücksetzeingang R des Flip-Flop-Schalters 72 zugeführt. Wenn das Flip-Flop 72 gesetzt ist, veranlasst sein auf der Lei-

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tung 71 erscheinendes Ausgangssignal den «Vorverschie- Ier 66 die gleiche Anzahl von Impulsen wie der «Rückverschie-

bungs»-Zähler 66, vorwärtszuzählen, während das auf der Lei- bungs»-Zähler 70 empfangen würde. Dies ist jedoch in Wirk-tung 73 erscheinende Flip-Flop-Ausgangssignal den «Rückver- lichkeit nicht der Fall, und zwar infolge der Wirkung des Pha-schiebungs»-Zähler 70 veranlasst, rückwärts zu zählen. Wenn senregelkreises, wie es nachstehend erläutert wird.

andererseits das Flip-Flop 72 zurückgesetzt ist, veranlasst sein 5 Wenn die 23 200-Hz-Frühimpulsfolge und die Spätimpulsauf der Leitung 71 erscheinendes Ausgangssignal den «Vorver- folge ausser Frequenzsynchronisierung sind, verschieben sich schiebungs»-Zähler 66 zur Rückwärtszählung, während das auf diese beiden Folgen gemeinsam gegenüber den Zeichen-Nadel-der Leitung 72 erscheinende Flip-Flop-Ausgangssignal den impulsen in der einen oder der anderen Richtung, je nachdem,

«Rückverschiebungs»-Zähler 70 zur Vorwärtszählung veran- ob die 23 200-Hz-Bezugsimpulsfolgen zu hohe oder zu niedrige 'asst- 10 Frequenz haben.

Diese kreuzweise Kopplung mit den Zählern 66 und 70 hat Es sei der Fall betrachtet, dass die Frequenz der Bezugsim-

zur Folge, dass der jeweilige Stand des «Vorverschiebungs»- pulsfolgen zu niedrig ist. Wenn der 0,016 ms breite Frühimpuls Zählers 66 die Anzahl der Vorverschiebungs-Nadelimpulse den 0,00034 ms breiten Zeichen-Nadelimpuls überlappt, dann minus der Anzahl der Rückverschiebungs-Nadelimpulse erfolgt die resultierende Phasenkorrektur in Richtung einer anzeigt. In ähnlicher Weise zeigt der Stand des «Rückverschie- 15 Vorverschiebung der Phase der Bezugsimpulsfolgen, was dazu bungs»-Zählers 70 an, um wie viel die Anzahl der Rückverschie- führt, dass die Anzahl der Überlappungen der Frühimpulse mit bungs-Nadelimpulse grösser ist als die Anzahl der Vorverschie- den Zeichen-Nadelimpulsen höher wird. Wenn andererseits die bungs-Nadelimpulse. Der «Vorverschiebungs»-Zähler 66 gibt 0,016 ms breiten Spätimpulse die 0,00034 ms breiten Zeichen-bei 67 ein Ausgangssignal ab, wenn sein Stand eine Zahl wie Nadelimpulse überlappen, dann geht die resultierende Phasen-z. B. 300 übersteigt. Der «Rückverschiebungs»-Zähler 70 gibt 20 korrektur im Sinne einer Rückverschiebung der Phase, und dies bei 71 ein Ausgangssignal ab, wenn sein Stand eine Zahl wie führt dazU) dass die Anzahl der Überlappungen der Spätim-z. B. 495 übersteigt. Der «Schwellen»-Zähler 68 liefert bei 69 ein pulse mit den Zeichen-Nadelimpulsen abnimmt. Dieser Mecha-Ausgangssignal, wenn die Summe der Vorverschiebungs-Nadel- nismus hat zur Folge, dass im Falle einer zu niedrigen Frequenz impulse und Rückverschiebungs-Nadelimpulse eine Zahl wie der Bezugsimpulsfolgen den Zählern 66 und 70 im Frequenzre-z. B. 900 übersteigt. Die Ausgänge der drei Zähler 66,68 und 70 25 gelkreis mehr Vorverschiebungs-Impulse als Rückverschie-werden alle 9 Sekunden einmal in den UND-Gliedern 75 und 76 bungs-Impulse zugeführt werden. Im Falle einer zu hohen Fre-geprüft. Eine Quelle, welche die hierzu notwendigen neunse- quenz der Bezugsimpulsfolgen ist die Wirkung umgekehrt, kündlichen Taktimpulse an einer Klemme 73 liefert, kann aus Wenn Phasensynchronisierung und Frequenzsynchronisie-

Binärzählern bestehen, die mit einem vom 2 900 000-Hz-Aus- rung erreicht sind, ist die Frequenz des Bezugssignals am Ausgangssignal des Kristalloszillators abgeleiteten Bezugssignal 30 gang des veränderbaren Frequenzteilers 40 mit ihren 23 200 Hz betrieben werden. genau achtmal so hoch wie die Frequenz des bei 19 empfange-

Wenn das UND-Glied 74 über die Leitung 67 ein Signal nen 2g00 Hz-Trägersignals. Die Frequenz des empfangenen vom «Vorverschiebungs»-Zähler 66 und über die Leitung 69 ein Trägers kann sich in Wirklichkeit im Bereich von 2900 ± 5 Hz Signal vom «Schwellen»-Zähler 68 empfängt und einer der bewegen, und dementsprechend mag sich die Frequenz des neunsekündlichen Taktimpulse über die Leitung 75 vom Aus- 35 Bezugssignals über einen Bereich von 23 200 ± 40 Hz erstrek-gang 73 einer herkömmlichen ausgebildeten Quelle (nicht dar- ken. Das 23 200-Hz-Bezugssignal ist mit dem empfangenen gestellt) einläuft, dann gibt dieses Verknüpfungsglied ein Signal 2900-Hz-Träger mit Hilfe jeweils eines einzelnen Nadelimpul-an den veränderbaren Frequenzteiler 34, welches den Divisor ses synchronisiert worden, der aus der 2900-Hz-Nadelimpuls-dieses Teilers vermindert und eine leichte Erhöhung der nomi- welle während jeder Zeichenperiode ausgeblendet worden ist. nell 177 Hz betragenden Ausgangsfrequenz des Teilers 40 Die ausgeblendeten Nadelimpulse, die mit der Zeichenfre-

bewirkt. Wenn andererseits das UND-Glied 76 über die Lei- quenz von 83V3 Hz erscheinen, haben während aufeinanderfol-tung 71 ein Signal vom «Rückverschiebungs»-Zähler 70 und gender Zeichenperioden irgend eine von acht verschiedenen über die Leitung 69 ein Signal vom «Schwellen»-Zähler 68 emp- Phasen entsprechend der 3-Bit-Binärinformation, die dem fängt und einer der neunsekündlichen Taktimpulse über die 2900 Hz-Träger im Sender als Phasenmodulation aufgeprägt

Leitung 75 einläuft, dann liefert dieses Verknüpfungsglied ein 45 worden ist. Das 23 200-Hz-Bezugssignal hat eine stabile feste Signal an den veränderbaren Frequenzteiler 34, welches den Phase, die unabhängig von der informationshaltigen Phasen-Divisor dieses Teilers erhöht und eine leichte Verminderung modulation ist, und zwar aus folgenden Gründen: Die zur Pha-der nominell 177 Hz betragenden Ausgangsfrequenz des Tei- sensynchronisierung der 23 200-Hz-Bezugswelle verwendeten lers bewirkt. Nachdem die Ausgangssignale der Zähler auf phasenmodulierten Nadelimpulse haben acht mögliche dis-

diese Weise verarbeitet sind, werden die Zähler nach einer von 50 krete Phasen, und die Nadelimpulse werden zur Phasensyn-einer Verzögerungseinheit 84 bewirkten leichten Verzögerung chronisierung einer Bezugswelle benutzt, deren Frequenz achtauf 0 zurückgestellt. mai so hoch wie die Frequenz des empfangenen Trägers ist,

Wenn der «Schwellen»-Zähler 68 während der 9 Sekunden von dem die Nadelimpulse abgeleitet werden. Die acht Phasen dauernden Zählperiode nicht den Stand 900 erreicht, dann ist des empfangenen 2900-Hz-Trägers, von dem die Nadelimpulse die 23 200-Hz-Ausgangsfrequenz der Vervielfacher- und Teiler- 55 abgeleitet werden, korrespondieren mit acht aufeinanderfol-kette ausreichend gut mit dem empfangenen 2900-Hz-Träger- genden Perioden der 23 200-Hz-Bezugswelle. Daher kann ein signal frequenzsynchronisiert. Die UND-Glieder 74 und 76 blei- Nadelimpuls, der irgend eine der acht Phasenlagen hat, zum ben dann ausgeschaltet, und der Divisor im Frequenzteiler 34 Zwecke der Synchronisierung der 23 200-Hz-Bezugswelle mit braucht und kann nicht geändert werden. einer entsprechenden von acht aufeinanderfolgenden Perioden

Der Betrieb des beschriebenen Frequenzregelkreises ist 60 dieser Welle verglichen werden, wobei es ohne Einfluss auf die teilweise vom Betrieb des zuvor beschriebenen Phasenregel- Phase des synchronisierten 23 200 Hz-Bezugsimpulses ist,

kreises abhängig. Der Frequenzregelkreis muss «wissen», in welche der acht vorgesehenen Phasenlagen der Nadelimpuls welche Richtung die Bezugsfrequenz geändert werden soll, um einnimmt.

eine Frequenzsynchronisation mit dem Zeichen-Nadelimpuls Die vom veränderbaren Frequenzteiler 40 gelieferte zu erreichen. Wenn das System nicht im frequenzsynchronisier- 65 23 200-Hz-Bezugswelle wird über die Leitung 77 einem her-ten Zustand läuft, wäre es denkbar, dass die Zeichen-Nadelim- kömmlichen 1:8-teilenden Phasenzähler 78 zugeführt, der drei pulse genau so oft mit den Frühimpulsen wie mit den Spätim- Bits auf drei entsprechenden Leitungen liefert, um die acht Pha-pulsen zusammenfallen, so dass der «Vorverschiebungs»-Zäh- sen in der Zählfolge 000,001,010,011,100,101,110 und 111 dar-

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zustellen. Diese aufeinanderfolgenden acht Phasen der Bezugswelle werden in einem herkömmlichen Phasendetektor 80 mit den über eine Leitung 81 zugeführten Zeichen-Nadelimpulsen verglichen. Der Phasendetektor 80 liefert bei 83 Ausgangssignale, die jede der vom Zähler 78 kommenden acht Phasen darstellen, welche zeitlich mit einm Zeichen-Nadelimpuls zusammenfallen. Jede der bei 83 erscheinenden codierten Zahlen 0 bis 7 wird anschliessend mittels einer nicht dargestellten Einrichtung in eine Serienfolge von drei Bits auf einer Leitung umgesetzt, um einem Zeit-Demultiplexer zugeführt zu werden und dann in einem Nachrichtendrucker wie z. B. einem Fernschreiber verarbeitet zu werden.

Der vorstehend als Beispiel beschriebene Modem enthält Filter 16 und 21, die ein Frequenzband von 2900 ± 50 Hz durchlassen. Er arbeitet mit einem Träger, der mit einer Zeichenfolgefrequenz von 83V3 Hz amplitudenmoduliert ist. Dieser

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Modem hat eine Übertragungskapazität von vier 75-Baud-Fernschreibkanälen, was 250 Bit pro Sekunde entspricht. Der Modem kann jedoch auch mit Filtern 16 und 21 aufgebaut werden, die ein Frequenzband von 2900 ± 100 Hz durchlassen, und 5 mit einer Zeichenfolgefrequenz von 166% Hz betrieben werden. In diesem Fall hat er eine Übertragungskapazität von acht 75-Baud-Fernschreibkanälen, was 500 Bit pro Sekunde ent-. spricht. Bei dieser Geschwindigkeit beträgt die entsprechende Zeichenperiode 6 ms und enthält jeweils 18 Perioden des Trä-10 gers. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 22 wird in diesem Fall um 2,1 ms (etwa 35% der Zeichenperiode) verzögert. Jeder Zeichen-Nadelimpuls erscheint etwa 139 Mal weniger häufig als jeder der Früh-, Mittel- und Spätimpulse.

Die Vorteile der Erfindung können natürlich auch mit ande-15 ren geeigneten Werten für die Trägerfrequenz, die Frequenzbandbreite, die Zeichengeschwindigkeit usw. erzielt werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. 616786

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Empfänger für ein gesendetes achtphasenmoduliertes Trägersignal (Fig. 2C), welches jeden der möglichen Werte von 3-Bit-Zeichen durch jeweils eine von acht Phasenlagen darstellt und welches mit der Folgefrequenz der Zeichen amplitudenmoduliert ist, mit einem Amplitudendemodulator (20,22), der aus dem Trägersignal eine mit der Zeichenfrequenz auftretende Impulsfolge (Fig. 2D) ableitet, einer von der zeichenfrequenten Impulsfolge gesteuerten Einrichtung (24,26,28,30), die während jeder Zeichenperiode einen Nadelimpuls (Fig. 2F) erzeugt, der die Phase einer Periode des in dieser Zeit empfangenen Trägersignals hat, einer Einrichtung (18,34,38,40) zur Erzeugung einer Bezugsimpulsfolge, und einer Demodulationsein-richtung (78,80), welche jeden Nadelimpuls mit einem der Bezugsimpulse vergleicht, um die zugehörige Zeichenphase und die entsprechenden drei Bits des Zeichens zu ermitteln, gekennzeichnet durch eine Phasensynchronisierungseinrich-tung (48,50,52,54,58,60,62), die jeden Nadelimpuls mit den Bezugsimpulsen vergleicht und die Phase der Bezugsimpulse korrigiert, wenn sie ausser Phase mit dem empfangenen Trägersignal sind, und eine Frequenzsynchronisierungseinrich-tung (64,66,70,72,74,76,84), die auf in der Phasensynchronisie-rungseinrichtung erzeugte Korrektursignale anspricht, um die Frequenz der Bezugsimpulse zu korrigieren, wenn sie ausser-synchron mit dem empfangenen Trägersignal ist.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsimpulse eine Frequenz haben, die gleich dem achtfachen der Frequenz des empfangenen Trägersignals ist, um die zeitliche Lage der acht Phasen des empfangenen Trägersignals darzustellen.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasensynchronisierungseinrichtung erste Mittel (42,44,46) zur Erzeugung von «Früh»-Bezugsimpulsen (Fig. 2G) und von «Spät»-Bezugsimpulsen (Fig. 21), welche jeweils vor bzw. nach den genannten Bezugsimpulsen auftreten, und zweite Mittel (56,58,62) enthält, um jeden Nadelimpuls mit dem «Früh»- und dem «Spät»-Bezugsimpuls zu vergleichen und für jeden Koinzidenzfall eine Vor- bzw. Rückverschiebung der Phase der genannten Bezugsimpulse bewirkt.
4. 4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzsynchronisierungseinrichtung erste Mittel {66,68,70) zum Zählen und Vergleichen der Anzahl der Koinzidenzen der Nadelimpulse mit den «Früh»- und den «Spät»-Bezugsimpulsen (Fig. 2G, 21), und zweite Mittel (74,76) enthält, die bei Nichtübereinstimmung die Frequenz der genannten Bezugsimpulse erhöhen bzw. vermindern.
5. 5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Nadelimpuls aus einer Periode des Trägersignals abgeleitet ist, die etwa 35% der Zeitdauer einer Zeichenperiode nach einer Einschnürung der Träger-Hüll-kurve erscheint.