DE1178461B

DE1178461B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur UEber-tragung binaerer Signale ueber einen gleichstrom-undurchlaessigen UEbertragungsweg

Info

Publication number: DE1178461B
Application number: DEST19281A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joachim Engel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1962-05-24
Filing date: 1962-05-24
Publication date: 1964-09-24
Also published as: US3287647A; CH398685A

Description

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer Signale über einen gleichstromundurchlässigen Übertragungsweg Ein :gleichstromundurchlässiger Übertragungsweg, wie z. B. eine mit Verstärkern und Übertragern versehene Leitung, verhält sich bekanntlich wie ein Bandpaßfilter. Gelangt an den Eingang eines derartigen Vierpoles ein Rechteckimpuls, so erscheint die ansteigende Flanke des Impulses am Ausgang des Filters abgeflacht, und die abfallende Flanke weist einen oder mehrere Überschwinger auf. Die Abflachung der ansteigenden Flanke und die Amplitude der Überschwiilger werden um so stärker, je schmaler die Durchlaßkurve ist und je steiler deren Flanken sind.
Um die hieraus sich ergebenden Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bekannt, die Flanken der aus einem Geber kommenden rechteckförmigen Signale z. B. durch Tiefpaßfilter abzuflachen, bevor sie auf den Übertragungsweg gegeben werden.
Bei der Übertragung binärer Signale über eine gleichstromundurchlässige Leitung ist diese Maßnahme jedoch nicht anwendbar, da durch die zusätzliche Abflachung der Impulsflanken die übertragungssich.erheit stark abnimmt. Deswegen werden zur Zeit übertragungsverfahren angewendet, bei denen eine Trägerfrequenz durch die zu sendenden binären Zeichen amplituden- oder frequenzmoduliert wird, obwohl es an sich möglich wäre, die Signale direkt zu übertragen.
Es ist auch ein Mehrkanal-Telegrafleverfahren .bekannt, :bei dem die Amplituden binärer Signale zur Unterscheidung der Kanäle treppenförmig abgestuft sind.
Der Erfindung liegt ,somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aussendung binärer Signale über gleichstromundurchlässige Übertragungswege zu schaffen, bei dem die Zeichenimpulse mit rechteckförmigen Flanken aufgegeben werden können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Geber kommenden rechteckförmigen Signale in treppenförmige Zeichen umgewandelt werden, die innnerhalb von vier Spannungswerten (O, Ui, U2 und UB) abgestuft sind und die Endwerte U1 und U2 aufweisen, und daß die Dauer (T) des bei den Flanken des rechteckförmigen Eingangssignals auftretenden Spannungswertes (O bzw. UB) größer und die darauffolgende Amplitudenänderung (UB nach U2 bzw. O nach Ui) kleiner eingestellt wird, je länger die Einschwingzeit des benutzten Übertragungsweges ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß zur sicheren Übertragung binärer Signale über gleichstromundurchlässige Leitungen keine aufwendigen Anlagen benötigt werden, in denen z. B. eine Trägerfrequenz durch die Du sendenden binären Signale amplituden- oder frequenzmoduliert wird. Auf der Sendeseite ist zur Durchführung des Verfahrens lediglich eine einfache Impulsformerstufe erforderlich, während die Empfangsstation ohne Zusatzeinrichtungen auskommt. In vielen Anlagen zur Übertragung binärer Signale ist somit eine erhebliche Senkung ider Herstellungskosten und .eine Vereinfachung der Wartung möglich.
Das Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung desselben wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert.
F i g. 1 zeigt die Form eines Impulses am Ein- und Ausgang eines gleichstromundurchlässigen Übertragungssystems ohne und mit Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; F i g. 2 zeigt auszusendende binäre Signale und die gemäß der Erfindung daraus gebildeten Impulsfolge; F i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Umformung der zu sendenden Zeichen.
In F i g. 1 zeigt das Bild I die Durchlaßkurve eines gleichstromundurchlässigen Übertragungssystems und das Bild II einen Rechteckimpuls, der an den Eingang desselben gegeben wird. Das Bild III veranschaulicht, wie dieser Impuls am Ausgang des Systems aussehen kann. Die ansteigende Flanke ist abgeflacht, die Amplitude ist um einen geringen Betrag kleiner geworden, und die abfallende Flanke weist einen kräftigen Überschwinger auf, der schraffiert gezeichnet ist. Um diesen zu vermeiden, wird bei dem erfindungsgemäßenVerfa@hren ein Impuls aufgegeben, der im Bild V dargestellt ist. Dieser weist eine rechteckige Form auf, geht aber im Bereich der abfallenden Flanke nicht auf den ursprünglichen Wert zurück, sondern behält einen bestimmten endlichen Wert bei. Wie aus Bild VI zu ersehen ist, weist der Impuls am Ausgang des Übertragungsweges nur noch Überschwinger geringer Amplitude auf, die bei der Auswertung der Signale nicht mehr stören können. In etwa wirkt sich hie erfindungsgemäße Maßnahme wie eine Frequenzbandbeschneidung im Bereich der unteren Grenzfrequenz aus, wie sie im Bild IV dargestellt ist.
In F i g. 2 sind durch A binäre Signale dargestellt, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung derart umgeformt werden, daß die Impulsfolge nach B entsteht, bevor sie an den Eingang des Übertragungsweges gelangen. Die Impulsbreite T und die Abstufung der Spannungswerte O bis - UB sind den Eigenschaften des Übertragungsweges entsprechend zu bemessen, d. h., je größer die Einschwingzeit desselben ist, um so größer muß die Impulsbreite T und um so geringer muß die Spannungsdifferenz O bis - U1 bzw. - U2 bis - UB eingestellt werden. Ist das Einschwingverhalten ;des Übertragungsweges bekannt, so kann die Form der Signalfolge ,berechnet werden. In der Praxis ist dies aber nicht immer möglich, jedoch kann die @erforderliche Form auch durch eine Einstellung am Sendeort eingeregelt werden, die an das Bedienungspersonal keine höheren Anforderungen stellt als bei der bisher gewohnten Linienstromregelung. Bei den derzeit verfügbaren Cbertragungssystemen ist jauch nicht zu befürchten, daß sich hierbei eine Einstellung ergibt, bei der eine sichere Durchgabe der Signale nicht mehr möglich ist.
In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der Eingangsklemme l Impulse nach F i g. 2A zugeführt. Von dort gelangen sie über das C/R-Glied 2/3 und die Diode 4 sowie über den Inverter 5, das C/R-Glied 6/7 und die Diode 8 an die monostabile Kippschaltung 9. Außerdem wird die Schaltstufe 10 direkt von den Impulsen an der Klemme 1 gesteuert. In F i g. 3 sind nun die Schaltpositionen für den Zustand eingezeichnet, bei dem an der Klemme 1 die Spannung - UB beträgt. Hierbei ist außer der Stufe 10 auch noch die Schaltstufe 12 leitend, so daß die Spannung an .der Ausgangsklemme 11 dem Teilungsverhältnis der Widerstände Ri, R2 und R3 nach der Beziehung entspricht. Daraus resultiert aus der Spannung - UB eine Spannung mit dem Wert - U1 (F i g. 2B).
Nimmt die Eingangsspannung gemäß der Impulsfolge nach F i g. 2A den Wert Null an, so wird die monostabile Kippschaltung 9 über das C/R-Glied 2/3 und die Diode 4 angestoßen. Hierdurch wird die Schaltstufe 12 nichtleitend und die Schaltstufe 13 leitend. Ferner wird der Stromfluß durch die Schaltstufe 10 unterbrochen. Dadurch stellt sich an der Ausgangsklemme 11 die Spannung - UB ein.
Nach dem Ablauf der Zeit T (F i g. 2B) geht die Kippstufe in die Ausgangslage zurück. Der Schalter 13 ist dann wieder geöffnet und der Schalter 12 geschlossen, während der Schalter 10 geöffnet bleibt. An der Ausgangsklemme 11 stellt sich dadurch eine Spannung - U2 (F i g. 2 B) ein, die dem Teilungsverhältnis der Widerstände R1 und R3 nach der Beziehung entspricht.
Nimmt die Eingangsspannung wieder den Wert -UB an, dann wird die Kippstufe 9 über den Inverter 5, das C/R-Glied 6/7 und die Diode S angestoßen. Für die Zeit T ist dadurch die Schaltstufe 13 leitend und die Schaltstufe 12 geöffnet. Außerdem ist der Schalter 10 geschlossen. Die Ausgangsklemme 11 liegt somit über die Stufen 10 und 13 an Masse, und die Ausgangsspannung beträgt 0 Volt. Nach dem Ablauf der Zeit T stellt sich am Ausgang wieder die Spannung - Ulein, wenn die Stufen der Schaltungsanordnung ,die in F i g. 3 gezeichneten Stellungen eingenommen haben.
Damit nun die aus den Signalen nach F i g. 2 A gewonnene Impulsfolge nach F i @g. 2 B den für einen verfügbaren Übertragungsweg günstigsten Verlauf aufweist, kann die Umschlagzeit T der Kippstufe 9 und die Spannungsteilung durch die Widerstände R1 bis R3 einstellbar .gemacht werden. Wie aus F i g. 2 B zu ersehen ,ist, erscheint das Zeichen an der Ausgangsklemme 11 gegenüber dem an der Eingangsklemme 1 invertiert. Dies ist für die Arbeitsweise des Verfahrens unerheblich, da das Zeichen am Empfangsort durch dort bereits vorhandene Schalter umgepolt werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Übertragung binärer Signale über einen gleichstromundurchlässigen Übertragungsweg, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Geber kommenden rechteckförrnigen Signale in treppenförmige Zeichen umgewandelt werden, die innerhalb von vier Spannungswerten (O, U1, U2 und UB) abgestuft sind und die Endwerte U1 und U2 aufweisen, und daß die Dauer (T) des bei den Flanken des rechteckförmigen Eingangssignals auftretenden Spannungswertes (O bzw. UB) größer und die darauffolgenden Amplitudenänderung (UB nach U2 bzw. O nach Ui) kleiner eingestellt wird, je länger die Einschwingzeit des benutzten Übertragungsweges ist.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Signale direkt und invertiert über je ein Differenzierglied einer monostabilen Kippstufe zugeführt werden und daß drei Schaltstufen vorgesehen sind, von denen eine von den binären Signalen am Eingang der Anordnung und die übrigen wechselweise von der monostabilen Kippstufe gesteuert werden, und daß die Schaltstufen die Ausgangsklemme der Anordnung während eines Rechteckimpulses an Masse, an zwei Kombinationen eines aus drei Widerständen bestehenden Spannungsteilers und direkt an die Betriebsspannung legen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 892 602.