DE1115297B

DE1115297B - Verfahren und Anordnung zur Kennzeichnung bestimmter Zeitpunkte in einer binaeren Signalfolge

Info

Publication number: DE1115297B
Application number: DET18043A
Authority: DE
Inventors: Dr Kuno Radius
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-03-12
Filing date: 1960-03-12
Publication date: 1961-10-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung bestimmter Zeitpunkte in einer unregelmäßigen binären Signalfolge durch Einblendung einer vorgegebenen Serie von Zeichen sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens. Derartige Verfahren sind z. B. bei der Übermittlung von Sprachsignalen durch Pulse-Code-Modulation (PCM) erforderlich, wenn eine sogenannte 1-Bit-PCM verwendet wird. Dabei ist unter 1-Bit-PCM eine Kodierung des Sprachsignals zu verstehen, bei der in einem gewissen Takt von z. B. 8000 je Sekunde die Signalamplitude abgetastet wird und daraus ein binäres Signal abgeleitet wird, welches aussagt, ob im Abtastzeitpunkt der augenblickliche Signalwert größer oder kleiner als der Signalmittelwert ist. Bei einer solchen 1-Bit-PCM geht die gesamte Sprachdynamik verloren, da das Rauschen in den Sprachpausen ebenso stark übertragen wird wie die Sprachsignale selbst. Es ist deshalb bei einem solchen Verfahren erforderlich, ein weiteres Signal zu übertragen, welches eine Aussage über die Sprachamplitude macht. Es ist schon vorgeschlagen worden, dieses Amplitudensignal in demselben PCM-Kanal dadurch zu übertragen, daß auch das Amplitudensignal quantisiert wird und ebenso wie das Sprachsignal selber in Form von Ja-Nein-Werten übertragen wird, die jeweils in gewählten Abständen zwischen die eigentlichen Sprachsignale eingeblendet werden.

So kann man z. B. bei einem auf 4 kHz begrenzten Sprachsignal, welches 8000mal in der Sekunde abgetastet wird, nach jeweils 40 Takten ein binäres Signal von 3 Bit Länge einblenden, welches eine Aussage über die Augenblicksamplitude macht. Durch dieses 3-Bit-Signal können 2³ = 8 verschiedene Amplitudenstufen übertragen werden, was zur Wiederherstellung einer ausreichenden Verständlichkeit an der Empfangsseite genügt. Dazu ist es jedoch erforderlich, aus dem empfangenen Signalgemisch die 3-Bit-Amplitudensignale wieder abzutrennen. Dies kann durch Zähler geschehen, jedoch ist es notwendig, den empfangsseitigen Zähler von Zeit zu Zeit mit dem Sender zu synchronisieren.

Bei vorstehend geschilderten Übertragungsverfahren ebenso wie bei vielen anderen denkbaren ähnlichen Aufgabenstellungen ist es also notwendig, bestimmte Zeitpunkte in einer unregelmäßigen binären Signalfolge zu kennzeichnen, um die erwähnten Zähler auf der Sende- und der Empfangsseite in Gleichlauf zu bringen. Dies geschieht in bekannter Weise durch Einblendung einer vorgegebenen Serie von Binärzeichen, die empfangsseitig erkannt werden können und deren Auftreten die bestimmten Zeitpunkte

zur Kennzeichnung bestimmter Zeitpunkte

in einer binären Signalfolge

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dr. Kuno Radius, Backnang (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

charakterisiert. Nun kommt aber jede beliebige vorgegebene Zeichenfolge von η Bit Länge in einem statistischen Signal mit einer Wahrscheinlichkeit von

pn = -γ- vor, was mit anderen Worten bedeutet, daß es grundsätzlich keine Bit-Folge gibt, die in einem statistischen Signal niemals vorkommt. Man kann also nur sagen, daß eine bestimmte Bit-Folge um so seltener vorkommt, je länger sie ist. In einem statistischen binären Signal von 8000 Bit je Sekunde kommt z. B. eine bestimmte Bit-Folge von 32 Bit Länge im Mittel nur alle 8 Tage vor. Wenn also eine solche Bit-Folge z. B. jede Sekunde in das Signal eingeblendet wird und als Synchronisierzeichen für die sende- und empfangsseitigen Zähler verwendet wird, so wird im Mittel nur alle 8 Tage ein Synchronisierfehler auftreten, der den Empfänger bis zum Auftreten des nächsten richtigen Synchronisierzeichens, also im gewählten Beispiel für die Dauer von höchstens einer Sekunde, aus dem Tritt fallen läßt.

Die bekannten Methoden zur Erkennung einer vorgegebenen Serie von binären Zeichen von z. B. 32 Bit Länge erfordern einen erheblichen Aufwand, wenn man z. B. die Koinzidenz ein einem Verschieberegister zur !identifizierung der Bit-Folge verwendet.

Hier setzt die Erfindung ein, indem sie Mittel angibt, die einen wesentlich geringeren Aufwand zur Erkennung fordern.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Kennzeichnung bestimmter Zeitpunkte in einer unregelmäßigen binären Signalfolge durch Einblendung einer vorgegebenen Serie von Zeichen die vorgegebene Serie von Zeichen in ein Vorbereitungssignal

109 709/275

Claims

³ 4

relativ hoher Taktzahl und ein Auslösesignal relativ einer anderen Zahl von Elementen verwendet werden, niedriger Taktzahl aufgeteilt, wobei als Merkmal für wenn das Auslösesignal eine entsprechende Anzahl

den bestimmten Zeitpunkt die Koinzidenz des Auslöse- von Bits enthält.

signals in einem Register dient, welche nur dann zur Als weiteres positives Kriterium wird dem Koinzi-Wirkung gebracht wird, wenn eine Auswertung der 5 denzgatter 11 über eine Leitung 12 von einer Schalt-Signalfolge das Vorhandensein des Vorbereitungs- vorrichtung 13 eine Spannung dann zugeführt, wenn signals ergeben hat. Dabei wird als Vorbereitungs- ein Zähler Z bzw. 14 das Vorhandensein des Vorbereisignal vorzugsweise eine regelmäßige Zeichenfolge tungssignals zeitlich unmittelbar vor dem Auslösesignal verwendet, z.B. die Folge LLLL... (Dauerstrich) angezeigt hat. Im vorliegenden Falle ist als Voroder die Folge LOLOLO... (Mäander), und zur Aus- io bereitungssignal ein Mäander gewählt, d. h. eine binäre Wertung dieses Vorbereitungssignals ist ein Zähler Signalfolge, bei der das Zeichen bei jedem Takt vorgesehen, der nur durch das gewählte Vorbereitungs- wechselt, also die Signalfolge LOLO... Zur Erkennung signal einen vorgegebenen Zählerstand überschreitet einer solchen Zeichenfolge ist an den Ausgang des und damit die Koinzidenzausgangsschaltung des Registerelements 10 eine ODER-Schaltung 15 ange-Registers öffnet. 15 schlossen, die an den einen Setzeingang eines Flipin der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungs- Flops 16 immer dann einen Impuls abgibt, wenn das beispiel für eine Anordnung zur Durchführung des Zeichen im Registerelement 10 von L auf 0 oder von 0 erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. auf L gewechselt hat. Diese Eigenschaft der ODER-Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des Schaltung 15 ist durch die ihr vorgeschalteten Konden-Verfahrens gemäß der Erfindung mit einem Zähler, 20 satoren symbolisch angedeutet. Bei Auftreten des als durch den das Vorhandensein eines Vorbereitungs- Vorbereitungssignal gewählten Mäanders wird also das signals in Form eines Mäanders geprüft wird. Flip-Flop 16 bei jedem Takt der Taktreihe T auf L ge-Fig. 2 zeigt den zeitlichen Aufbau der im Verfahren setzt. Aus dem Taktimpulsgenerator 4 wird eine zweite verwendeten Zeichenserie. Impulsreihe T' abgeleitet, die zeitlich gegenüber der Der Zeitpunkt K soll eindeutig gekennzeichnet wer- 25 Impulsreihe T vorgeschoben ist. Dies wirkt über die den. Die diesem Zeitpunkt vorangehenden vier Takte, Leitung 17 auf den Zähler 14 in der Weise ein, daß die mit A bezeichnet sind, stellen den Zeitraum dar, dieser entweder um 1 vorwärts- oder um 2 zurückzählt, in dem das Auslösesignal z. B. in der Form LOOL aus- je nachdem, ob das Flip-Flop 16 seine Stellung L oder gesandt wird, und die davorliegenden 32 Takte, die seine Stellung 0 hat. Durch die Bezeichnungen +1 mit V bezeichnet sind, beinhalten das Vorbereitungs- 30 und —2 an den Eingangsklemmen des Zählers 14 sowie signal, das z. B. als Mäander die Form LOLO ... be- die Steuerpfeile von den Ausgängen des Flip-Flops 16 sitzt. Die Zeichenfolge, in die die beschriebene Zeichen- zu den Punkten V (vorwärts) und R (rückwärts) des serie z. B. zu Synchronisierungszwecken in regel- Zählers 14 ist diese Eigenschaft angedeutet. Weiterhin mäßigen Abständen eingeblendet ist, wird an der möge dieser Zähler die Eigenschaft haben, in negativer Klemme 1 zugeführt und betätigt eine Empfangsein- 35 Richtung nicht über den Zählerstand 0 hinaus zu richtung 2, die, je nachdem, ob das momentan emp- zählen. Solche Zähler sind bereits anderweitig vorfangene Zeichen L oder 0 ist, einen positiven Strom geschlagen worden.

auf einer Leitung 2' oder 3 erzeugt. Diese Funktion Der Zähler 14 möge so eingerichtet sein, daß er bei ist in dem Block 2 durch einen von der Klemme 1 her Erreichung des Zählresultates 32 einen Impuls an die gesteuerten Umschalter symbolisch dargestellt. 40 Schaltvorrichtung 13 abgibt, der diese für eine gewisse Außerdem ist ein Taktgenerator 4 vorgesehen, Zeit von einigen Bit Länge ein positives Kriterium über welcher — selbsterregt — zwei Taktimpulse T und T die Leitung 12 an das Koinzidenzgatter 11 abgeben erzeugt, die mit der Signalimpulsfrequenz durch eine läßt. Diese Eigenschaft der Schaltvorrichtung 13 ist an sich bekannte Phasenvergleichsschaltung 5 synchro- unter anderem deswegen erforderlich, weil unter Umnisiert sind. Die Taktimpulsreihe T wirkt über eine 45 ständen durch Zufall vor dem Vorbereitungssignal Leitung 6 auf ein Schieberegister, bestehend aus den selbst ein kurzer Mäander aufgetreten sein kann, so Flip-Flops 7, 8, 9 und 10 ein, und zwar derart, daß bei daß der Zähler bereits vor Auftreten des Auslösesignals jedem Takt die von den Leitungen 2' und 3 dem ersten seine Endstellung erreicht hat. Das positive Kriterium Flip-Flop angebotene Information über die den Flip- über die Leitung 12 muß deshalb so lange gehalten Flops vorgeschalteten UND-Schaltungen durch das 50 werden, bis auch das Auslösesignal im Register 7, 8, 9, Register weitergeschoben wird. Von jedem Register- 10 eingetroffen ist, wodurch dann zu dem vorbeelement ist eine der beiden Ausgangsleitungen mit stimmten Zeitpunkt K durch den nächsten Takteinem Koinzidenzgatter in Form der UND-Schaltung impuls T über die Leitung 17 ein Koinzidenzsignal an 11 verbunden, und zwar die L-Ausgänge der Flip- der Ausgangsklemme 18 des Koinzidenzgatters 11 erFlops 7 und 10 und die 0-Ausgänge der Flip-Flops 8 55 zeugt wird.

und 9, wie die Zeichnung zeigt. Bei dieser Verbindung Die Erfindung kann auch so durchgef ührtwerden, daß

werden also vier positive Kriterien an das Koinzidenz- ⁼ andere Formen von Vorbereitungssignalen verwendet

gatter 11 dann gegeben, wenn in dem Register 7,8,9,10 werden, die dann eine entsprechend andere Auswert-

die Signalfolge LOOL auftritt, die für das beschriebene schaltung an Stelle des beschriebenen vorwärts und

Beispiel als Auslösesignal willkürlich gewählt wurde. 60 rückwärts gesteuerten Zählers erforderlich machen.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch mit

jedem anderen Auslösesignal von 4Bit Länge durch- PATENTANSPRÜCHE·
geführt werden, wobei dann die zum Koinzidenzgatter

11 führenden Ausgangsleitungen an den Register- 1. Verfahren zur Kennzeichnung bestimmter elementen 6,8,9,10 entsprechend anders angeschlossen 65 Zeitpunkte in einer unregelmäßigen binären Signalwerden müssen. Auch ist die Erfindung nicht auf Re- folge durch Einblendung einer vorgesehenen Serie gister von 4 Bit Länge beschränkt, sondern es können von Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgein entsprechender Weise auch Register von sechs oder gebene Serie von Zeichen in ein Vorbereitungs-

signal (V) relativ hoher Taktzahl und ein Auslösesignal (A) relativ geringer Taktzahl aufgeteilt ist und daß als Merkmal für den bestimmten Zeitpunkt die Koinzidenz des Auslösesignals in einem Register dient, welche nur dann zur Wirkung gebracht wird, wenn eine Auswertung der Signalfolge das Vorhandensein des Vorbereitungssignals ergeben hat.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des Vorbereitungssignals ein Zähler vorgesehen ist, der durch eine das Vorbereitungssignal bildende regelmäßige Zeichenfolge einen vorgegebenen Zählerstand überschreitet und dadurch die Koinzidenzausgangsschaltung (11) des Registers (7, 8, 9,10) öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen