CH667760A5 - METHOD FOR DETECTING A STARTING PULSE EMISSED BY A RADIO TRANSMITTER, AND RADIO RECEIVER FOR IMPLEMENTING THE METHOD. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Rundsteuerempfänger sind sogenannte asynchrone Empfänger, welche im Ruhezustand, wenn der Sender nicht sendet, nicht mit diesem synchronisiert sind. Das bedeutet, dass sich der Empfänger am Beginn jeder Sendimg mit dem Sender synchronisieren muss. Der vom Sender ausgesandte Rundsteuerbefehl wird auch als Rundsteuertelegramm bezeichnet und die Synchronisierung erfolgt bei allen bekannten Rundsteuertelegrammen mit einem sogenannten Startimpuls, auf welchen der im Ruhezustand befindliche Empfänger wartet. Sobald der Empfänger den Startimpuls als solchen detektiert hat, beginnt in ihm ein mit dem Impulsraster des Senders übereinstimmendes Impulsraster abzulaufen. Der Empfänger ist jetzt mit dem Sender synchronisiert. Zur Aufrechterhaltung des Synchronismus verwenden Sender und Empfänger die gleiche Zeitbasis, nämlich die Netzfrequenz. Ripple control receivers are so-called asynchronous receivers, which are not synchronized with the transmitter in the idle state when the transmitter is not transmitting. This means that the receiver must synchronize with the transmitter at the beginning of each transmission. The ripple control command sent by the transmitter is also referred to as a ripple control telegram and the synchronization takes place in all known ripple control telegrams with a so-called start pulse, for which the receiver which is in the idle state is waiting. As soon as the receiver has detected the start pulse as such, a pulse grid that matches the pulse grid of the transmitter begins to run in it. The receiver is now synchronized with the transmitter. In order to maintain synchronism, the transmitter and receiver use the same time base, namely the network frequency.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines von einem Rundsteuersender ausgesandten Startimpulses in einem Rundsteuerempfänger und zum Synchronisieren des Empfängers mit dem Sender, bei welchem Verfahren das Empfangssignal demoduliert, anschliessend digitalisiert und das digitalisierte Signal abgetastet und dadurch das Basisbandsignal wiedergewonnen und anschliessend ausgewertet wird. The invention relates to a method for detecting a start pulse emitted by a ripple control transmitter in a ripple control receiver and for synchronizing the receiver with the transmitter, in which method the received signal is demodulated, then digitized and the digitized signal sampled, thereby recovering the baseband signal and then evaluating it.
Bekannte Verfahren dieser Art sind beispielsweise in dem Artikel «Integrierte elektronische Rundsteuerempfänger», Bulletin SEV, Nr. 10/1976 beschrieben. Gemäss diesem Artikel kann beispielsweise jedes dem Auswerteteil des Rundsteuerempfängers zugeführte Signal — solange das Impulsraster noch nicht abläuft — als Startimpuls angesehen und nach dessen Empfang der Ablauf des Impulsrasters, also die Synchronisierung, gestartet werden. Dieses Verfahren hat aber die höchste Fehleranlaufwahrscheinlichkeit. Als Verbesserung wurde vorgeschlagen, das Impulsraster sofort abzustellen, wenn sich aufgrund des weiteren Signalverlaufs annehmen lässt, dass kein gültiger Startimpuls vorliegt. Known methods of this type are described, for example, in the article “Integrated electronic ripple control receivers”, Bulletin SEV, No. 10/1976. According to this article, for example, any signal supplied to the evaluation part of the ripple control receiver - as long as the pulse grid is not yet running - can be regarded as a start pulse and, once received, the sequence of the pulse grid, ie the synchronization, can be started. However, this procedure has the highest probability of failure. As an improvement, it was suggested that the pulse grid be switched off immediately if it can be assumed from the further signal curve that there is no valid start pulse.
Es liegt auf der Hand, dass die sichere Detektion des Startimpulses und die damit verbundene «richtige» Synchronisierung des Empfängers eine ganz wesentliche Voraussetzung für das störungsfreie Arbeiten eines Rundsteuerempfängers darstellen, die unter allen Umständen erfüllt sein muss, jedoch durch die in der Praxis immer wieder auftretenden Störungen erheblich beeinträchtigt werden kann. It is obvious that the reliable detection of the start pulse and the associated «correct» synchronization of the receiver are a very important requirement for the trouble-free operation of a ripple control receiver, which must be fulfilled under all circumstances, but always in practice occurring disturbances can be significantly affected.
Durch die Erfindung soll nun ein Verfahren der genannten Art angegeben werden, welches eine Empfängersynchronisie-rung ermöglicht, die den Übertragungsverzerrungen und den Störungen maximal Rechnung trägt. The invention is intended to provide a method of the type mentioned which enables receiver synchronization which takes maximum account of the transmission distortions and the interference.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Detektion des Startimpulses das wiedergewonnene Basisbandsignal vorübergehend gespeichert und dieses gespeicherte Signal auf seine Länge und/oder Dichte über eine vorgegebene Länge überprüft und mit einem digitalen Referenzsignal von gleicher Länge und von der Form des normal verzerrten Empfangssignals multipliziert wird, und dass die Synchronisierung des Empfängers dann erfolgt, wenn der durch die Multiplikation der beiden Signale erhaltene Korrelationswert sein Maximum erreicht hat und nicht weiter ansteigt. This object is achieved according to the invention by temporarily storing the recovered baseband signal for detection of the start pulse and checking the length and / or density of this stored signal over a predetermined length and multiplying it by a digital reference signal of the same length and in the form of the normally distorted received signal and that the synchronization of the receiver takes place when the correlation value obtained by multiplying the two signals has reached its maximum and does not increase further.
Die praktische Erprobung des erfindungsgemässen Verfahrens hat gezeigt, dass einerseits die Verwendung eines Referenzsignals von der Form des normal verzerrten Empfangssignals eine Zentrierung des Startimpulses im Referenzsignal bewirkt und der Korrelationswert gerade dann sein Maximum erreicht, wenn der Startimpuls im Zentrum des Referenzsignals liegt, und dass Practical testing of the method according to the invention has shown that, on the one hand, the use of a reference signal in the form of the normally distorted received signal causes the start pulse to be centered in the reference signal and that the correlation value reaches its maximum just when the start pulse is in the center of the reference signal, and that
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
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3 3rd
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anderseits das erfindungsgemässe Verfahren durch die vorgeschlagene Überprüfung des gespeicherten Signals und die Korrelation sowohl gegen vorlaufende Störimpulse als auch gegen Störlücken innerhalb des Startimpulses praktisch immun ist. on the other hand, the method according to the invention is practically immune from the proposed checking of the stored signal and the correlation both against leading interference pulses and against interference gaps within the start pulse.
Die Erfindung betrifft weiter einen Rundsteuerempfänger zur Durchführung des genannten Verfahrens, mit einem Eingangsteil und einem Aus werteteil. The invention further relates to a ripple control receiver for performing the above method, with an input part and an evaluation part.
Der erfindungsgemässe Rundsteuerempfänger ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteteil ein Schieberegister zur vorübergehenden Speicherung des wiedergewonnenen Basisbandsignals mit einer mindestens der ganzen Länge eines Startimpulses entsprechenden Anzahl von Plätzen aufweist, und dass ein Korrelator zur Korrelation des Inhalts des Schieberegisters mit dem Referenzsignal vorgesehen ist. The ripple control receiver according to the invention is characterized in that the evaluation part has a shift register for the temporary storage of the recovered baseband signal with a number of places corresponding to at least the entire length of a start pulse, and that a correlator is provided for correlating the content of the shift register with the reference signal.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: In the following the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment and the drawings; show it:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild eines elektronischen Rundsteuerempfängers mit einem fernzusteuernden Schaltorgan, 1 is a simplified circuit diagram of an electronic ripple control receiver with a switching element to be remotely controlled,
Fig. 2 ein Detail des Rundsteuerempfängers von Fig. 1, und Fig. 2 shows a detail of the ripple control receiver of Fig. 1, and
Fig. 3 bis 6 Diagramme zur Funktionserläuterung. Fig. 3 to 6 diagrams for functional explanation.
Der in Fig. 1 dargestellte Rundsteuerempfänger ist mit seinen Eingangsklemmen 1 und 2 an zwei Leiter 3 bzw. 4 eines Wechselstromnetzes 5 angeschlossen, welchem in bekannter Weise Rundsteuerbefehle in Form von Wechselstromimpulssequenzen überlagert werden. Zur Stromversorgung des Rundsteuerempfängers ist ein Stromversorgungsteil 6 vorgesehen, welcher eine an die Eingangsklemmen 1 und 2 angeschlossene Serienschaltung einer Schutzimpedanz 7, eines Serienkondensators 8 und eines Vollweg-Gleichrichters 9 aufweist. An die Gleichstromanschlüsse des letzteren sind ein Siebkondensator 10 und eine Z-Diode 11 angeschlossen. The ripple control receiver shown in FIG. 1 is connected with its input terminals 1 and 2 to two conductors 3 and 4 of an alternating current network 5, to which ripple control commands in the form of alternating current pulse sequences are superimposed in a known manner. To power the ripple control receiver, a power supply part 6 is provided, which has a series connection of a protective impedance 7, a series capacitor 8 and a full-wave rectifier 9 connected to the input terminals 1 and 2. A filter capacitor 10 and a Zener diode 11 are connected to the DC connections of the latter.
Von einem Schaltungspunkt zwischen Schutzimpedanz 7 und Serienkondensator 8 führt eine Leitung 12 einerseits zu einem frequenzselektiven Empfangsteil 12 und anderseits an ein RC-Glied 14. Der Empfangsteil 13, welcher beispielsweise aktive RC-Filter als Sektionsmittel für die Rundsteuerfrequenz aufweist, ist einerseits an eine Minussammeischiene 15 und anderseits an eine Plussammeischiene 16 angeschlossen und erhält dadurch aus dem Stromversorgungsteil 6 die erforderliche Speisespannung. Eine Ausgangsklemme 17 des Empfangsteils 13 ist mit einem ersten Eingang 18 des Auswerteteils 19 des Rundsteuerempfängers verbunden. From a circuit point between protective impedance 7 and series capacitor 8, a line 12 leads on the one hand to a frequency-selective receiving part 12 and on the other hand to an RC element 14 15 and on the other hand connected to a positive bus bar 16 and thereby receives the required supply voltage from the power supply part 6. An output terminal 17 of the receiving part 13 is connected to a first input 18 of the evaluation part 19 of the ripple control receiver.
An einem zweiten Eingang 20 des Auswerteteils 19 liegt eine Leitung, welche von einem Schaltungspunkt zwischen Widerstand und Kondensator des RC-Gliedes 14 abzweigt. Über das RC-Glied 14 wird dem zweiten Eingang 20 des Auswerteteils 19 ein netzfrequentes Signal zugeführt, mit dessen Hilfe im Auswerteteil 19 eine Folge von an die Netzfrequenz gebundenen Taktimpulsen für eine elektronische Zeitbasis für die Auswertung der empfangenen Impulssequenzen gebildet wird. At a second input 20 of the evaluation part 19 there is a line which branches off from a circuit point between the resistor and the capacitor of the RC element 14. A network-frequency signal is fed via the RC element 14 to the second input 20 of the evaluation part 19, with the aid of which a sequence of clock pulses bound to the mains frequency is formed in the evaluation part 19 for an electronic time base for the evaluation of the received pulse sequences.
Der Auswerteteil 19, welcher an die Minus- und Plussammeischiene 15 bzw. 16 angeschlossen ist und dadurch vom Stromversorgungsteil 6 die erforderliche Speisespannung erhält, ist als fix programmierter, vorzugsweise als maskenprogrammierter, One-Chip-Microcomputer realisiert. Da elektronische Auswerteteile für Rundsteuerempfänger bekannt sind, kann hier auf weitere Einzelheiten verzichtet werden. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass der Auswerteteil 19 unter anderem elektronische Speicher und Schieberegister zur zeitweisen Speicherung empfangener Impulssequenzen enthält. Jede derartige gespeicherte Impulssequenz wird mit einer dem betreffenden Rundsteuerempfänger zugeordneten Impulssequenz (Rundsteuerbefehl) verglichen und bei positivem Ergebnis des Vergleichs wird von einem ersten oder zweiten Ausgang 21 bzw. 22 des Auswerteteils 19 ein Gutbefundsignal als Betätigungssignal für ein mit 23 bezeichnetes fernzusteuerndes Schaltorgan abgegeben. Zu dem Schaltorgan 23 gehört darstellungsgemäss ein The evaluation part 19, which is connected to the negative and positive busbars 15 and 16 and thereby receives the required supply voltage from the power supply part 6, is implemented as a permanently programmed, preferably mask-programmed, one-chip microcomputer. Since electronic evaluation parts for ripple control receivers are known, further details can be dispensed with here. It should only be pointed out that the evaluation part 19 contains, among other things, electronic memories and shift registers for the temporary storage of received pulse sequences. Each such stored pulse sequence is compared with a pulse sequence assigned to the ripple control receiver in question (ripple control command) and, if the result of the comparison is positive, a good signal is emitted by a first or second output 21 or 22 of the evaluation part 19 as an actuation signal for a switching element designated by 23 to be remotely controlled. According to the illustration, the switching element 23 is one
Schalter 23', und je nachdem, an welchem der beiden Ausgänge 21 oder 22 das Gutbefundsignal erscheint, wird der Schalter 23' ein- oder ausgeschaltet, wodurch ein Stromverbraucher 24 an das Netz 5 angeschlossen bzw. von diesem abgeschaltet wird. Switch 23 ', and depending on which of the two outputs 21 or 22 the good signal appears, the switch 23' is switched on or off, as a result of which a power consumer 24 is connected to the network 5 or switched off by it.
Zur Betätigung des Schalters 23' wird durch das am Ausgang 21 oder 22 des Auswerteteils 19 erscheinende Signal entweder ein Schalttransistor 25 oder ein Schalttransistor 26 durchgesteuert, so dass die eine oder die andere der beiden Wicklungen 27 und 28 eines Relais 29 Strom führt und dadurch den Schalter 23' ein- bzw. ausschaltet. Zu den Wicklungen 27 und 28 sind Schutzdioden parallel geschaltet, um die Transistoren 25 und 26 gegen induktive Spannungsstösse zu schützen. Dem Schaltorgan 23 ist ein Schaltenergiespeicher 30 in Form eines Speicherkondensators mit einer für die Betätigung des Schalters 23' ausreichenden Kapazität zugeordnet. To actuate the switch 23 ', either a switching transistor 25 or a switching transistor 26 is turned on by the signal appearing at the output 21 or 22 of the evaluation part 19, so that one or the other of the two windings 27 and 28 of a relay 29 carries current and thereby the Switches 23 'on or off. Protective diodes are connected in parallel with the windings 27 and 28 in order to protect the transistors 25 and 26 against inductive voltage surges. A switching energy store 30 in the form of a storage capacitor with a capacity sufficient for actuating the switch 23 'is assigned to the switching element 23.
Der Rundsteuerempfänger ist in Fig. 1 stark vereinfacht dargestellt; für eine ausführlichere Darstellung und Beschreibung wird auf die CH-PS 567 824 und auf die DE-OS 3 604 753 sowie auf den Artikel «Integrierte elektronische Rundsteuerempfänger» von H. de Vries in Bulletin SEV, Nr. 10/1976, verwiesen. Wie diesem Artikel entnommen werden kann, enthält der frequenzselektive Empfangsteil 13 einen Gleichrichter als AM-Demodulator und einen diesem nachgeschalteten Pegeldetektor. Der letztere liefert ein digitales Signal, dieses ist das wiedergewonnene und durch die Übertragung verzerrte Basisbandsignal. Das digitalisierte Signal wird abgetastet und dem Auswerteteil 19 zugeführt. Beim vorliegenden Rundsteuerempfänger empfiehlt sich die Verwendung eines mehrwertigen Pegeldetektors (A/D-Wandler), welcher das demodulierte Empfangssignal mehrwertig digitalisiert. Es ist aber auch eine einfache zweiwertige Digitalisierung denkbar. The ripple control receiver is shown in greatly simplified form in FIG. 1; for a more detailed description and description, reference is made to CH-PS 567 824 and to DE-OS 3 604 753 and to the article “Integrated electronic ripple control receiver” by H. de Vries in Bulletin SEV, No. 10/1976. As can be seen from this article, the frequency-selective receiving part 13 contains a rectifier as an AM demodulator and a level detector connected downstream thereof. The latter provides a digital signal, which is the recovered baseband signal distorted by the transmission. The digitized signal is sampled and fed to the evaluation part 19. In the case of the ripple control receiver, it is recommended to use a multi-value level detector (A / D converter), which digitizes the demodulated received signal with multiple values. However, simple two-digit digitization is also conceivable.
Die Übermittlung eines Rundsteuerbefehls beginnt bekanntlich mit der Aussendung eines ersten Signals, des sogenannten Startimpulses, welcher den Synchronismus zwischen Sender und Empfänger sicherstellt. Anschliessend folgt die den Befehl kennzeichnende Impulsfolge, welche bei einem bekannten System, dem «DECABIT»-System der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung, aus 5 weiteren Impulsen und 5 Impulslücken besteht. Jeder dieser Schritte hat dabei, so wie der Startimpuls, eine Länge von 600 ms. As is known, the transmission of a ripple control command begins with the transmission of a first signal, the so-called start pulse, which ensures the synchronism between transmitter and receiver. This is followed by the pulse sequence which characterizes the command, which in a known system, the “DECABIT” system of the applicant of the present patent application, consists of 5 further pulses and 5 pulse gaps. Each of these steps, like the start pulse, has a length of 600 ms.
Für das einwandfreie Funktionieren des Rundsteuerempfängers kommt dem Erkennen des Startimpulses eine wesentliche Bedeutung zu. Denn erst wenn der Startimpuls als solcher erkannt ist und die Zeitbasis gestartet wird, kann im Auswerteteil 19 die eigentliche Auswertung der empfangenen Impulssequenz, also deren Vergleich mit einer dem betreffenden Rundsteuerempfänger zugeordneten Soll-Impulssequenz erfolgen. Der Empfänger wartet in seinem Ruhezustand auf den Startimpuls. Sobald dieser erkannt ist, ist der Empfänger mit dem Sender synchronisiert und es beginnt im Empfänger ein mit dem Impulsraster des Senders übereinstimmendes Impulsraster abzulaufen. For the ripple control receiver to function properly, the detection of the start pulse is of crucial importance. Because only when the start pulse is recognized as such and the time base is started can the actual evaluation of the received pulse sequence, that is to say its comparison with a target pulse sequence assigned to the ripple control receiver concerned, take place in the evaluation part 19. The receiver waits for the start pulse in its idle state. As soon as this is recognized, the receiver is synchronized with the transmitter and a pulse grid corresponding to the pulse grid of the transmitter begins to run in the receiver.
Der Aus werteteil 19 enthält gemäss Fig. 2 ein Schieberegister 31 und ein Register 32, welche die gleiche Wertigkeit (Bitzahl) wie die Digitalisierung und so viele Plätze aufweisen, dass ein abgetasteter Startimpuls in seiner ganzen Länge Platzfindet. In das Schieberegister 31 wird das abgetastete digitalisierte Signal eingeschoben, im Register 32 ist ein Referenzsignal gespeichert. Die einzelnen Registerplätze 1 bis n der beiden Register 31 und 32 sind über digitale Multiplikatoren 33 miteinander verbunden, deren Ausgänge einem Summierglied 34 zugeführt sind. According to FIG. 2, the evaluation part 19 contains a shift register 31 and a register 32, which have the same value (number of bits) as the digitization and so many places that a sampled start pulse finds space in its entire length. The sampled digitized signal is inserted into the shift register 31, and a reference signal is stored in the register 32. The individual register locations 1 to n of the two registers 31 and 32 are connected to one another via digital multipliers 33, the outputs of which are fed to a summing element 34.
Fig. 3 zeigt die Register 31 und 32 in einer etwas anderen Darstellung: Zeile a zeigt das vierwertige Schieberegister 31 mit n Plätzen, in welches gerade von rechts ein Empfangssignal S (Startimpuls) eingeschoben wird; Zeile b zeigt das ebenfalls vierwertige Register 32, in welchem ein vierwertiges Referenzsignal R mit n Stellen gespeichert ist. 3 shows the registers 31 and 32 in a somewhat different representation: line a shows the four-valued shift register 31 with n places, into which a reception signal S (start pulse) is being inserted from the right; Line b shows the likewise four-valued register 32, in which a four-valued reference signal R with n digits is stored.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
667 760 667 760
4 4th
Die digitalen Multiplikatoren 33 und das Summierglied 34 (Fig. 2) bewirken nun eine Korrelation der beiden Signale S und R, so dass am Ausgang des Summiergliedes 34 der Korrelationswert K der beiden Signale S und R The digital multipliers 33 and the summing element 34 (FIG. 2) now bring about a correlation of the two signals S and R, so that at the output of the summing element 34 the correlation value K of the two signals S and R
n n
K = S (RÌ-SÌ) K = S (RÌ-SÌ)
i = 1 i = 1
erhältlich ist. Den maximalen Korrelationswert K erhält man bei maximaler Übereinstimmung der beiden Signale S und R. is available. The maximum correlation value K is obtained when the two signals S and R are in maximum agreement.
Der Auswerteteil 19 überprüft nun in jedem Abtastintervall, d.h. im Netztakt, den Inhalt des Schieberegisters 31 und nimmt dabei folgende Prüfungen vor: The evaluation part 19 now checks every sampling interval, i.e. in the network cycle, the content of shift register 31 and carries out the following checks:
— Messung der Länge des Signals S von der ansteigenden bis zur abfallenden Flanke durch Zählung. Diese Messung wird nachfolgend als Längenprüfung bezeichnet. - Measurement of the length of the signal S from the rising to the falling edge by counting. This measurement is referred to below as a length test.
— Zählung der Anzahl der Registerplätze mit einer Wertigkeit grösser als 0 (oder grösser als ein beliebiger Schwellenwert). Diese Zählung wird nachfolgend als Dichteprüfung bezeichnet. - Counting the number of register locations with a value greater than 0 (or greater than any threshold value). This count is referred to below as a density test.
Ausserdem wird der Inhalt des Schieberegisters 31 mit den im Register 32 gespeicherten digitalen Referenzsignal R multipliziert und dadurch der Korrelationswert K der beiden Signale S und R ermittelt. In addition, the content of the shift register 31 is multiplied by the digital reference signal R stored in the register 32, thereby determining the correlation value K of the two signals S and R.
Auf das in Zeile b von Fig. 3 dargestellte Referenzsignal R ist in Fig. 4 nochmals Bezug genommen: Zeile a von Fig. 4 zeigt den gesendeten rechteckigen Startimpuls; Zeile b zeigt das Signal am Ausgang des empfängerseitigen Demodulators, wobei auch die Schwelle Us des Pegeldetektors eingezeichnet ist; und Zeile c zeigt das durch Verzerrungen an den Flanken verkürzte zweiwertige digitalisierte Empfangssignal S, dessen Verkürzung durch Einschwingvorgänge der schmalbandigen Filter in Sender und Empfänger verursacht ist. In Zeile d ist ein besonders gut geeignetes Referenzsignal R dargestellt, welches möglichst genau entsprechend der Kurvenform eines mit den normalen Übertragungsverzerrungen emfpangenen Basisbandsignals (Zeile b) gewählt ist und an der vorderen und an der hinteren Flanke Abschrägungen aufweist. The reference signal R shown in line b of FIG. 3 is referred to again in FIG. 4: line a of FIG. 4 shows the rectangular start pulse sent; Line b shows the signal at the output of the receiver-side demodulator, the threshold Us of the level detector also being shown; and line c shows the two-valued digitized received signal S shortened by distortions on the edges, the shortening of which is caused by transient processes of the narrow-band filters in the transmitter and receiver. A particularly suitable reference signal R is shown in line d, which is selected as precisely as possible in accordance with the curve shape of a baseband signal received with the normal transmission distortions (line b) and has bevels on the front and rear flanks.
Die beschriebene Längen- und Dichteprüfung des Empfangssignals sowie dessen Korrelation mit dem Referenzsignal liefern nun optimale Kriterien für das Erkennen des Startimpulses und die Synchronisierung des Rundsteuerempfängers: The described length and density check of the received signal and its correlation with the reference signal now provide optimal criteria for the detection of the start pulse and the synchronization of the ripple control receiver:
Ein Impuls wird dann als Startimpuls akzeptiert, wenn er eine minimale Länge erreicht und eine maximale Länge nicht überschreitet (Längenprüfung), oder wenn er — im Fall von kurzen störenden Lücken, die jedoch beispielsweise 2 Bit nicht übersteigen dürfen — eine minimale Dichte erreicht und eine maximale nicht überschreitet. Die Erfüllung einer dieser beiden Bedingungen ergibt das Startkriterium, welches über mehrere Takte erfüllt sein kann. Die Synchronisierung, also der Start des internen Impulsrasters, erfolgt jedoch erst dann, wenn der Korrelationswert maximal wird, d.h. nicht mehr weiter ansteigt. A pulse is accepted as a start pulse if it reaches a minimum length and does not exceed a maximum length (length check), or if - in the case of short disturbing gaps, which, however, must not exceed 2 bits, for example - it reaches a minimum density and one does not exceed the maximum. The fulfillment of one of these two conditions results in the start criterion, which can be met over several cycles. However, the synchronization, i.e. the start of the internal pulse grid, only takes place when the correlation value becomes maximum, i.e. no longer increases.
In den Fig. 5 und 6 ist das beschriebene Synchronisierver-fahren mittels des Startkriteriums und des Synchronisationskriteriums in einem Diagramm dargestellt. Die linke Spalte zeigt in der obersten Zeile das im Register 32 (Fig. 2) gespeicherte Referenzsignal R, welches darstellungsgemäss durch die Folge «23333321» gebildet ist. Darunter ist das Schieberegister 31 angedeutet, welches 8 Speicherplätze aufweist und in welches von rechts das Empfangssignal S «11111111» eingeschoben wird. Unterhalb des Schieberegisters ist schliesslich in jeder Zeile jeweils für den betreffenden Takt das fortlaufende Einschieben des Empfangssignals S in das Schieberegister 31 symbolisiert. Die mittlere Spalte zeigt, ob und wann das Startkriterium erfüllt ist — dabei steht «0» für nicht erfüllt und «START» für erfüllt — und in der rechten Spalte sind die entsprechenden Korrelationswerte K eingetragen. Die Erfüllung des Synchroni-sationskriteriums und damit der Start des internen Impulsrasters ist mit einem Pfeil markiert. 5 and 6, the synchronization method described is shown in a diagram by means of the start criterion and the synchronization criterion. The left column shows in the top line the reference signal R stored in register 32 (FIG. 2), which according to the illustration is formed by the sequence “23333321”. Below this, the shift register 31 is indicated, which has 8 memory locations and into which the received signal S «11111111» is inserted from the right. Below the shift register, the continuous insertion of the received signal S into the shift register 31 is finally symbolized in each line for the relevant clock. The middle column shows whether and when the start criterion is fulfilled - "0" stands for not fulfilled and "START" for fulfilled - and the corresponding correlation values K are entered in the right column. The fulfillment of the synchronization criterion and thus the start of the internal pulse grid is marked with an arrow.
Das Startkriterium wird durch die Dichteprüfung ermittelt, d.h. dieses Kriterium ist erfüllt, wenn das Empfangssignal S eine genügende Dichte von darstellungsgemäss 6 von 8 Bits im Korrelationsfenster aufweist. The start criterion is determined by the density test, i.e. This criterion is met if the received signal S has a sufficient density of 6 of 8 bits in the correlation window as shown.
Fig. 5 zeigt das Verfahren anhand eines Empfangssignals S der nominalen Länge eines Startimpulses von 8 Bits. Fig. 6 zeigt das Verfahren mit einem vorlaufenden Störimpuls ST, auf welche ein Empfangssignal S von 8 Bits folgt. 5 shows the method based on a received signal S of the nominal length of a start pulse of 8 bits. 6 shows the method with a leading interference pulse ST, which is followed by a received signal S of 8 bits.
Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, ist das Startkriterium vom 7. bis zum 11. Takt erfüllt, das Empfangssignal ist also beim 7. Takt als Startimpuls erkannt. Der Korrelationswert K steigt an, erreicht beim 9. Takt seinen Maximalwert und sinkt anschliessend ab. Das Synchronisationskriterium ist genau dann erfüllt, wenn der Startimpuls im Korrelationsfenster, oder mit anderen Worten, im Schieberegister 31 zentriert ist. As can be seen in FIG. 5, the start criterion from the 7th to the 11th cycle is fulfilled, that is to say the received signal is recognized as a start pulse at the 7th cycle. The correlation value K increases, reaches its maximum value at the 9th cycle and then decreases. The synchronization criterion is met precisely when the start pulse is centered in the correlation window, or in other words, in the shift register 31.
Beim Beispiel von Fig. 6 liegt so wie in Fig. 5 beim ersten Takt das Empfangssignal S unmittelbar vor dem Schieberegister 31, in welches jedoch schon der drei Bits aufweisende Störimpuls ST eingeschoben ist. Der Störimpuls ST kann jedoch das Startkriterium nicht erfüllen, weil er die Dichteprüfung nicht besteht. Somit ergibt sich der gleiche Fall wie in Fig. 5, dass das Startkriterium vom 7. Takt bis zum 11. Takt, und das Synchronisationskriterium beim 9. Takt erfüllt ist, also genau dann, wenn der Startimpuls S im Korrelationsfenster zentriert ist. In the example of FIG. 6, as in FIG. 5, the received signal S is immediately before the shift register 31 in the first clock cycle, but into which the three-bit interference pulse ST is already inserted. However, the interference pulse ST cannot meet the start criterion because it does not pass the density test. This results in the same case as in FIG. 5 that the start criterion from the 7th cycle to the 11th cycle, and the synchronization criterion at the 9th cycle, is fulfilled, that is to say precisely when the start pulse S is centered in the correlation window.
Wenn die Lücke zwischen dem Störimpuls ST und dem Startimpuls S kürzer wäre als 3 Bits, was aber in der Praxis nur sehr selten vorkommt, so hätte das keinen störenden Einfluss. Dann wäre zwar das Startkriterium früher erfüllt, nicht aber das Synchronisationskriterium. Denn da für dieses gilt, dass der Korrelationswert K nicht mehr weiter ansteigt', würde das interne Impulsraster auch in diesem Fall erst dann gestartet, wenn das Empfangssignal S im Korrelationsfenster zentriert ist. Zu erwähnen wäre noch, dass in Fig. 6 zwar nach dem 3. und 4. Takt der Korrelationswert K ebenfalls nicht weiter ansteigt; da jedoch bei diesen Takten das Startkriterium nicht erfüllt, also das Empfangssignal S nicht als Startimpuls erkannt ist, kann auch das Synchronisationskriterium nicht erfüllt sein. If the gap between the interference pulse ST and the start pulse S were shorter than 3 bits, but this occurs only very rarely in practice, this would have no disruptive influence. Then the start criterion would have been met earlier, but not the synchronization criterion. Because since it applies to this that the correlation value K no longer increases, the internal pulse grid would also only start in this case when the received signal S is centered in the correlation window. It should also be mentioned that in FIG. 6 the correlation value K does not increase after the 3rd and 4th cycle either; however, since the start criterion is not met in these cycles, that is to say the received signal S is not recognized as a start pulse, the synchronization criterion cannot be met either.
Auch bei einem um nicht mehr als 2 Bits verkürzten Empfangssignal S ist das Synchronisationskriterium immer erst dann erfüllt, wenn das Empfangssignal im Korrelationsfenster zentriert ist. Even in the case of a reception signal S shortened by no more than 2 bits, the synchronization criterion is only ever fulfilled when the reception signal is centered in the correlation window.
Wenn so wie beschrieben, das Schieberegister 31 so viele Plätze aufweist, dass ein Startimpuls in seiner ganzen Länge gerade Platz findet, dann wird bei der Längen- und Dichteprüfung nicht überprüft, ob ein Impuls eine maximale Länge bzw. Dichte überschreitet, sondern lediglich, ob er die minimale Länge bzw. Dichte erreicht. Für eine Überprüfung auf Überschreiten der maximalen Länge oder Dichte, was dann sinnvoll ist, wenn das Rundsteuertelegramm nach dem Startimpuls eine Lücke aufweist, muss das Schieberegister 31 eine die Länge eines Startimpulses übersteigende Anzahl von Plätzen aufweisen. If, as described, the shift register 31 has so many places that there is space for a start pulse in its entire length, then the length and density check does not check whether a pulse exceeds a maximum length or density, but only whether he reaches the minimum length or density. For a check for exceeding the maximum length or density, which is useful if the ripple control telegram has a gap after the start pulse, the shift register 31 must have a number of places that exceeds the length of a start pulse.
Das beschriebene Verfahren bietet eine maximale Sicherheit für das Erkennen eines Startimpulses und für die zeitrichtige Synchronisierung des Rundsteuerempfängers. Dies wird erreicht einerseits durch die mittels der Abschrägungen an der vorderen und hinteren Flanke erfolgende Anpassung des Referenzsignals an die Form eines normal verzerrten Empfangssignals, und anderseits durch die Festlegung des Startkriteriums (Längen- und Dichteprüfung) und des Synchronisationskriteriums. The described method offers maximum security for the detection of a start pulse and for the timely synchronization of the ripple control receiver. This is achieved on the one hand by adapting the reference signal to the shape of a normally distorted received signal by means of the bevels on the front and rear flanks, and on the other hand by defining the start criterion (length and density test) and the synchronization criterion.
5 5
10 10th
1J 1y
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
V V
5 Blätter Zeichnungen 5 sheets of drawings
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