DE1212146B - Transmission system with pulse code modulated signals - Google Patents
Transmission system with pulse code modulated signalsInfo
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- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/08—Speed or phase control by synchronisation signals the synchronisation signals recurring cyclically
Description
übertragungssystein mit pulscodemodulierten Signalen Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Übertragung von Signalen in Form von Pulscodemodulationszeichen, die in ununterbrochener Folge mit vorzugsweise hoher Impulsfolgefrequenz gesendet werden, bei dem außer der Nachricht noch besondere Synchronisierzeichen zur Herstellung des Gleichlaufs zwischen der sendeseitigen Pulscodemodulationseinrichtung und der empfängerseitigen Auswertung der Pulscodemodulationszeichen vom Sender zum Empfänger übertragen werden.transmission system with pulse code modulated signals The invention refers to a system for transmitting signals in the form of pulse code modulation characters, which are sent in uninterrupted sequence with preferably high pulse repetition frequency in which, in addition to the message, there are also special synchronization characters for production the synchronization between the transmitting-side pulse code modulation device and the Evaluation of the pulse code modulation characters from the transmitter to the receiver on the receiver side be transmitted.
Bei mit Pulscodemodulation arbeitenden übertragungssystemen wird die Nachricht in eine Folge von Impulsen gleicher Dauer und Amplitude nach einem Binärcode umgesetzt und empfangsseitig wieder in die ursprüngliche Form zurückverwandelt. Sende-und empfangsseitig müssen Abtasteinrichtungen vorgesehen werden, die synchron laufen, d. h., die beiden Abtasteinrichtungen müssen sowohl in Frequenz als auch in der Phase miteinander übereinstimmen. Die am meisten bekannte Synchronisierart bei der Pulscodemodulation ist folgende: Ein nur für Synchronisierzwecke bestimmtes Element des Codezeichens wird sendeseitig so moduliert, daß es empfangsseitig unter den Signalelementen erkennbar bleibt. Beispielsweise kann dieses Synchronelement immer »0« oder immer »1« oder auch abwechselnd »0« und »1« gemacht werden. Es kann zur Kennzeichnung auch ein beliebiger Kettencode verwendet werden. Auf der Empfangsseite werden aus dem Signal die Synchronelemente ausgesucht, wodurch die Abtastfrequenz nach Frequenz und Phasenlage gewonnen werden kann. Bei den meisten bekannten Synchronisiermethoden geht ein Element des Codezeichens für die Nachrichtenübermittlung verloren, und zwar auch dann, wenn nicht in jedem Codezeichen ein Synchronimpuls vorgesehen ist. Wird nur jedem k-ten Codezeichen ein Synchronzeichen beigefügt, so entsteht durch diesen Zusatzpuls sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig, insbesondere in der empfangsseitigen Synchronisierstufe, ein erheblich größerer Aufwand.In the case of transmission systems working with pulse code modulation, the Message in a sequence of pulses of equal duration and amplitude according to a binary code implemented and converted back into the original form on the receiving side. On the transmitting and receiving sides, scanning devices must be provided which are synchronous constantly. That is, the two scanners must be both in frequency and coincide with each other in phase. The most popular type of synchronization in the case of pulse code modulation, the following is: A intended only for synchronization purposes Element of the code character is modulated on the transmit side in such a way that it falls below the receive side the signal elements remains recognizable. For example, this synchronous element always "0" or always "1" or alternating between "0" and "1". It can any chain code can also be used for identification. On the receiving side the synchronous elements are selected from the signal, thereby increasing the sampling frequency can be obtained according to frequency and phase position. With most known synchronization methods an element of the messaging code character is lost, and even if a sync pulse is not provided in each code character. If a synchro-character is added to every k-th code character, then results from this additional pulse both on the transmit side and on the receive side, in particular in the synchronization stage at the receiving end, a considerably greater effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der einleitend beschriebenen Art besonders hinsichtlich der geschilderten Mängel und Nachteile wesentlich zu verbessern.The invention is based on the object of a system of the introductory type described especially with regard to the deficiencies and disadvantages described to improve significantly.
Diese Aufgabe wird bei einem System zur übertragung von Signalen in Form von Pulscodemodulationszeichen, die in ununterbrochener Folge mit vorzugsweise hoher Impulsfolgefrequenz gesendet werden, bei dem außer der Nachricht noch besondere Synchronisierzeichen zur Herstellung des Gleichlaufs zwischen der sendeseitigen Pulscodemodulationseinrichtung und der empfängerseitigen Auswertung der Pulscodemodulationszeichen vom Sender zum Empfänger übertragen werden, in der Weise gelöst, daß ein der Nachrichtenübertragung dienendes Element eines Codezeichens mit einem weiteren Element dieses Codezeichens derart verbunden wird, daß das weitere Element in Abhängigkeit vom ersteren Element gebracht wird, und daß diese Kombination zweier voneinander abhängiger Elemente als Synchronisierkennzeichen dient und zumindest je einer Gruppe, bestehend aus einer Anzahl von zeitlich aufeinander folgenden Codezeichen, zahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Codezeichen, zugeordnet ist.This task is performed in a system for the transmission of signals in In the form of pulse code modulation characters, which are in uninterrupted sequence with preferably high pulse repetition frequency are sent, in addition to the message special Synchronization character for establishing synchronization between the transmission side Pulse code modulation device and the receiver-side evaluation of the pulse code modulation characters are transmitted from the transmitter to the receiver, solved in such a way that one of the message transmission Serving element of a code symbol with a further element of this code symbol is connected in such a way that the further element depends on the former element is brought, and that this combination of two interdependent elements serves as a synchronization indicator and at least one group each, consisting of a number of chronologically successive code characters, number of chronologically successive ones Code character, is assigned.
Die Verbindung der beiden Elemente zur Synchronisierung geschieht zweckmäßig so, daß das weitere Element des Codezeichens in der gleichen oder auch in der inversen Art, wie das mit ihm verbundene, der Nachrichtenübermittlung dienende Element gesendet wird.The connection of the two elements for synchronization takes place expediently so that the further element of the code character in the same or also in the inverse way, like the one connected to it, serving the communication Item is sent.
Es ist zwar ein mit Pulsamplitudenmodulation (PAM) arbeitendes System bekanntgeworden, bei dem durch etwas längere Aussendung eines einen Meßwert übermittelnden Impulses in einer Gruppe von Impulsen neben der Übertragung des Meßwertes ein Synchronisierkriterium für das System übertragen wird. Diese Einrichtung ist jedoch nicht vergleichbar mit einem Pulscodemodulationssystem (PCM) nach der Erfindung, bei dem einzelne Codesignale in besonderer Weise für die Synchronisation ausgenutzt werden. Die Verlängerung-eines Impulses bei PCM würde außerdem sowohl sendeseitig als auch empfängerseitig erhebliche Schwierigkeiten bereiten, da die Abtastung bei PCM auf eine bestimmte Pulsdauer zurechtgeschnitten ist, und die Pulse in ununterbrochener Folge übertragen werden. Das erfindungsgemäße Synchronisiersystem hat insbesondere gegenüber dem obigen PAM-System den Vorteil, daß das Synchronisierzeichen nicht ohne weiteres erkannt werden kann.It is a system that works with pulse amplitude modulation (PAM) became known, in which a measured value is transmitted by a somewhat longer transmission Pulse in a group of pulses, in addition to the transmission of the measured value, a synchronization criterion for the system is transmitted. However, this facility is not comparable with a pulse code modulation system (PCM) according to the invention, in which individual code signals be used in a special way for the synchronization. The extension-one Impulse in PCM would also be considerable both on the transmit side and on the receiver side Difficulties arise because the sampling with PCM is based on a certain pulse duration is cut to size and the pulses are transmitted in uninterrupted sequence. The synchronization system according to the invention has in particular opposite to the above PAM system has the advantage that the synchronization character is not easily can be recognized.
Außerdem wird bei dieser Synchronisierart für PCM-Signale in vorteilhafter Weise erreicht, daß ein Nachrichtenelement eines Codezeichens auf der Empfangsseite zweimal erscheint. Hierdurch wird die Redundanz des Systems erhöht. Die Wiederholung des Nachrichtenelementes in inverser Form ist in vielen Fällen vorteilhaft, besonders hinsichtlich der Verstärker im Übertragungswege.In addition, this type of synchronization for PCM signals is more advantageous Way achieved that a message element of a code character on the receiving side appears twice. This increases the redundancy of the system. The repetition the message element in inverse form is particularly advantageous in many cases regarding the amplifiers in the transmission path.
Für die Erhöhung der Redundanz des Systems ist es besonders vorteilhaft, die Synchronelemente in jedem Codezeichen zu übermitteln und vorzugsweise mit dem der Nachrichtenübermittlung dienenden Codeelement zu koppeln, das am höchsten bewertet wird.To increase the redundancy of the system, it is particularly advantageous to to transmit the synchronous elements in each code character and preferably with the to couple the message transmission serving code element that rated the highest will.
Soll mit dieser Synchronisiermethode eine rationelle Ausnutzung eines Pulscodemodulationssystems erreicht werden, so ist es vorteilhaft, nur in jedes k-te, z. B. in jedes 50. oder 100. Codezeichen ein Synchronelement einzufügen, und zwar zweckmäßigerweise so, daß insbesondere das am niedrigsten zu bewertende Codeelement in fester Abhängigkeit von einem Nachrichtenelement des gleichen Codezeichens gesendet wird. Hierdurch kann zwar bei jedem k-ten Synchronisierzeichen die Nachricht geringfügig verfälscht werden, da jedoch das Element mit der geringsten Wertigkeit als Synchronelement verwendet wird, ist der Fehler, der hierdurch entsteht, sehr gering. Demgegenüber ist bei dieser Methode eine bessere. Ausnutzung des PCM-Systems erreicht, da dann alle Stellen im Codezeichen durch Nachrichtenelemente belegt werden können.Should this synchronization method make efficient use of a Pulse code modulation system can be achieved, so it is advantageous only in each k-th, e.g. B. to insert a synchronous element in every 50th or 100th code character, and although expediently so that, in particular, the lowest code element to be evaluated sent in a fixed relationship to a message element of the same code character will. As a result, the message can be slightly reduced with every kth synchronization character are falsified, since however the element with the lowest value is the synchronous element is used, the resulting error is very small. In contrast is a better one with this method. Utilization of the PCM system achieved since then all positions in the code characters can be occupied by message elements.
Auf der Empfangsseite ist besonders für die vorgeschlagene Synchronisierung eine Einrichtung günstig, bei der ein periodischer, von einem Impulsgenerator erzeugter Tastimpuls, dessen Impulsfolgezeit sich wenig von der Dauer eines Codezeichens unterscheidet, in, einen geschlossenen Kreis, bestehend aus dem Impulsgenerator, einer daran angeschlossenen Verzögerungsleitung und einer mit der Verzögerungsleitung verbundenen Auskoppelschaltung, eingespeist wird, und daß die Gesamtlaufzeit innnerhalb dieses Kreises gleich der Dauer eines Codezeichens bemessen ist, daß ferner den in der einen Richtung auf der Verzögerungsleitung fortschreitenden Tastimpulsen das in Gegenrichtung fortschreitende pulscodemodulierte Signal überlagert ist und daß an der Verzögerungsleitung so viel auf die Auskoppelschaltung geführte Anzapfungen angebracht sind, wie Elemente zur Kennzeichnung der Synchronisation in einem Codezeichen vorgesehen sind, und zwar an den Stellen der Verzögerungsleitung, an denen bei Vorliegen der Synchronisation die kennzeichnenden Elemente mit den Tastimpulsen zusammentreffen.On the receiving side is special for the proposed synchronization a device favorable in which a periodic, generated by a pulse generator Key pulse, the pulse repetition time of which differs little from the duration of a code character, in, a closed circuit consisting of the pulse generator, one connected to it Delay line and a decoupling circuit connected to the delay line, is fed in, and that the total runtime within this circle is equal to Duration of a code character is measured that also in one direction the delay line advancing key pulses the advancing in the opposite direction pulse code modulated signal is superimposed and that on the delay line so much Taps guided on the decoupling circuit are attached, such as elements for Identification of the synchronization are provided in a code character, namely at the points on the delay line where synchronization is present the characteristic elements coincide with the tactile pulses.
Die Auskoppelschaltung ist hierfür als logische Schaltung ausgebildet, die an ihrem Ausgang einen Impuls abgibt, wenn an ihren Eingängen die der Kennzeichnung dienenden, festgelegten Impulse des pulscodemodulierten Signals zusammen mit dem überlagerten Tastimpuls vorhanden sind.The decoupling circuit is designed as a logic circuit for this purpose, which emits a pulse at its output if the identification at its inputs serving, fixed pulses of the pulse code modulated signal together with the superimposed key pulse are present.
Sind zwei miteinander verbundene Synchronelemente je Codezeichen vorgesehen, so müssen an der Verzögerungsleitung zwei Anzapfungen angebracht werden, die zur Auskoppelschaltung führen. Hierfür ist die erste vom Tastimpuls erreichte Anzapfung über ein weiteres Verzögerungsleitungsstück mit gleicher Laufzeit wie das zwischen den beiden Anzapfungen liegende Verzögerungsleitungsstück mit der Auskoppelschaltung verbunden.If two synchronous elements connected to one another are provided for each code character, so two taps must be attached to the delay line, which lead to Lead decoupling. This is the first tap reached by the key pulse via another delay line piece with the same delay time as the one between the two taps lying delay line piece with the decoupling circuit tied together.
Eine derartige empfängerseitige Einrichtung ist selbst für sehr hohe Impulsfolgefrequenzen nicht aufwendig und trotzdem zuverlässig.Such a receiver-side device is even for very high Pulse repetition frequencies are not expensive and yet reliable.
In in jedem Codezeichen ein Synchronzeichen eingefügt, so ist es zweckmäßig, den von der Auskoppelschaltung erzeugten Impuls unmittelbar zur Synchronisierung des Impulsgenerators zu verwenden.A synchro-sign is inserted in each code sign, so it is advisable to the pulse generated by the decoupling circuit directly for synchronization of the pulse generator.
Für ein System, bei dem nur in jedem k-ten Codezeichen ein Synchronelement eingefügt ist, ist es zweckmäßig, neben dem ersten Impulsgenerator M1 einen weiteren Impulsgenerator vorzusehen, dessen Impulsfolgezeit gleich der Dauer eines Codezeichens ist, und zwischen beiden Generatoren einen Umschalter, vorzugsweise in Form eines monostabilen Multivibrators vorzusehen, der mit der Auskoppelschaltung verbunden ist und der nach Empfang eines Impulses aus der Auskoppelschaltung den zweiten Impulsgenerator annähernd für die Dauer einer Synchronisierperiode einschaltet und den ersten Generator ausschaltet.For a system in which there is only one synchronous element in every kth code character is inserted, it is expedient to add a further pulse generator in addition to the first pulse generator M1 Provide a pulse generator whose pulse repetition time is equal to the duration of a code character is, and between the two generators a changeover switch, preferably in the form of a Provide monostable multivibrator connected to the decoupling circuit and the second pulse generator after receiving a pulse from the decoupling circuit switches on for approximately the duration of a synchronization period and the first generator turns off.
Es ist bei dieser Anordnung vorteilhaft, den monostabilen Multivibrator durch eine Flip-Flop-Schaltung zu ersetzen, die nach Erhalt eines Impulses aus der Auskoppelschaltung den ersten Impulsgenerator ausschaltet und den zweiten Impulsgenerator einschaltet.With this arrangement it is advantageous to use the monostable multivibrator to be replaced by a flip-flop circuit which, after receiving a pulse from the Decoupling circuit turns off the first pulse generator and the second pulse generator turns on.
Zweckmäßig wird die Flip-Flop-Schaltung mit einer an den Impulsgenerator angeschalteten Impulszählschaltung verbunden, die an den Flip-Flop nach k-1-Perioden einen Rückstellimpuls abgibt, durch den die Flip-Flop-Schaltung in den ursprünglichen Schaltzustand versetzt wird.The flip-flop circuit is expediently connected to the pulse generator connected pulse counting circuit, which is sent to the flip-flop after k-1 periods emits a reset pulse, through which the flip-flop circuit in the original Switching state is shifted.
In vorteilhafter Ausnutzung der Verzögerungsleitung wird diese zugleich für einen meist vorzusehenden Serienparallelumsetzer des pulscodemodulierten Signals mitverwendet.In advantageous utilization of the delay line, this is at the same time for a serial-parallel converter of the pulse-code-modulated signal, which is usually to be provided used.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described in greater detail below with the aid of exemplary embodiments explained.
Die sendeseitige Einfügung eines Synchronelementes in ein Codezeichen ist an sich bekannt und verursacht daher keine Schwierigkeiten. Aus diesem Grunde ist in den F i g. 1, 3 und 4 nur die Empfangsseite dargestellt. Die F i g. 2 dient dabei der Erläuterung der F i g. 1. Erfindungsgemäß wird als Synchronisierzeichen ein der Nachrichtenübermittlung dienendes Element eines Codezeichens in Verbindung mit einem weiteren Element des Codezeichens gebracht, das der Synchronisierung dient. Die Verbindung kann so erfolgen, daß das weitere Element in der gleichen Art gesendet wird wie das der Nachrichtenübermittlung dienende Element, d. h., ist das der Nachrichtenübermittlung dienende Codeelement als »1« vorhanden, so wird auch das weitere Element als »1« gesendet, ist es als »0« vorhanden, so wird auch das Folgeelement als »0« gesendet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch; das zweite Element in inverser Art zum Nachrichtenelement zu senden, d. h., ist das Nachrichtenelement als »1« vorhanden, so wird das zweite Element als »0« gesendet und umgekehrt. Letzteres ist besonders hinsichtlich der Verstärker im Übertragungsweg vorteilhaft.The sending-side insertion of a synchronous element in a code symbol is known per se and therefore does not cause any difficulties. For this reason is shown in Figs. 1, 3 and 4 only the receiving side is shown. The F i g. 2 serves the explanation of FIG. 1. According to the invention, as a synchronization character an element of a code character which serves for the transmission of messages brought with another element of the code character, which is used for synchronization. The connection can be made in such a way that the further element is sent in the same way becomes like the element serving the communication, d. i.e., that of messaging serving code element is present as "1", then the further element is also used as "1" sent, if it is available as "0", the following element is also sent as "0". However, it is particularly advantageous; the second element inversely to the message element to send, d. that is, if the message element is present as "1", the second Element sent as "0" and vice versa. The latter is especially with regard to the Amplifier in the transmission path advantageous.
Zur Vereinfachung ist es weiterhin zweckmäßig, das Synchronelement unmittelbar neben dem zur Kopplung benutzten Nachrichtenelement einzufügen. Durch die doppelte Übermittlung eines Nachrichtenelementes des Systems wird in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Redundanz erreicht. Dies ist besonders dann günstig, wenn als Nachrichtenelement das Element verwendet wird, das die höchste Wertigkeit im Codezeichen übermittelt.For the sake of simplicity, it is also expedient to use the synchronizing element to be inserted immediately next to the message element used for coupling. By the double transmission of a message element of the system becomes more advantageous Way, an increase in redundancy is achieved. This is particularly beneficial when the message element used is the element that has the highest significance in the Code characters transmitted.
Für ein derartiges Synchronisierverfahren wird auf der Empfangsseite zweckmäßig eine Schaltung angewendet, die anschließend an Hand der F i g. 1 in Verbindung mit der F i g. 2 näher beschrieben werden soll. Von einem Impulsgenerator M1 mit anschließendem Impulsformer F wird ein Tastimpuls erzeugt, der auf eine Verzögerungsleitung V gegeben wird. Die Verzögerungsleitung V besitzt Anzapfungen 1 bis ri, von denen die beiden letzten a und b auf eine Auskoppelschaltung A geführt sind. Ein Impulsausgang dieser Auskoppelschaltung führt auf den Synchronisationseingang des Impulsgenerators M1 zurück, so daß ein geschlossener Kreis entsteht. Die Gesamtlaufzeit innerhalb dieses Kreises ist gleich einer Abtastperiode bemessen, d. h. gleich der Dauer eines Codezeichens des empfangenen pulscodemodulierten Signals S. Dieses Signal S wird von der anderen Seite her in die Verzögerungsleitung V eingespeist. Der Impulsgenerator Ml, zweckmäßig als astabiler Multivibrator ausgebildet, erzeugt einen Abtastimpuls, dessen Periode zunächst nicht gleich der Dauer eines Codezeichens ist, sondern möglichst um die Dauer eines Codeelementes von der Dauer eines Codezeichens abweicht. Ist beispielsweise die Dauer eines Codezeichens gleich 100 nsec und das Codezeichen aus acht ohne Pausen aufeinanderfolgenden Codeelementen zusammengesetzt, so soll diese Periodendauer möglichst 112,5 oder 87,5 nsec betragen. Der Tastimpuls T wird von der einen Seite her auf die Verzögerungsleitung gegeben, während von der anderen Seite her das pulscodemodulierte Signal in die Verzögerungsleitung eingespeist wird. Auf der Verzögerungsleitung überlagern sich also der in der einen Richtung fortschreitende Tastimpuls und das in der Gegenrichtung fortschreitende Signal. Die auf der Verzögerungsleitung angebrachten Anzapfungen sind durch die sendeseitig festgelegte Lage der Synchronisierzeichen gegeben. Werden sendeseitig z. B. zwei nebeneinanderliegende Codeelemente für die Synchronisierung in der geschilderten Art miteinander verbunden, im Beispiel nach der F i g. 1, wird das n-te in Verbindung mit dem (n-1)-ten Codeelement verwendet, so müssen die Anzapfungen auf der Verzögerungsleitung im Abstand einer halben Codeelementdauer angebracht werden. Letzteres ergibt sich daraus, daß der Tastimpuls und das pulscodemodulierte Signal auf der Verzögerungsleitung gegeneinander laufen und somit relativ gesehen die doppelte Fortschreitegeschwindigkeit auf der Leitung gegeben ist.For such a synchronization method, a circuit is expediently used on the receiving side, which is then shown on the basis of FIGS. 1 in connection with FIG. 2 should be described in more detail. A pulse generator M1 with subsequent pulse shaper F generates a key pulse which is sent to a delay line V. The delay line V has taps 1 to ri, of which the last two a and b are led to a decoupling circuit A. A pulse output of this decoupling circuit leads back to the synchronization input of the pulse generator M1, so that a closed circuit is created. The total transit time within this circle is dimensioned to be equal to one sampling period, ie equal to the duration of a code character of the received pulse-code-modulated signal S. This signal S is fed into the delay line V from the other side. The pulse generator Ml, expediently designed as an astable multivibrator, generates a sampling pulse whose period is initially not equal to the duration of a code symbol, but rather deviates from the duration of a code symbol by the duration of a code element if possible. If, for example, the duration of a code character is 100 nsec and the code character is made up of eight code elements following one another without pauses, then this period should be 112.5 or 87.5 nsec if possible. The key pulse T is applied to the delay line from one side, while the pulse-code-modulated signal is fed into the delay line from the other side. The probe pulse advancing in one direction and the signal advancing in the opposite direction are therefore superimposed on the delay line. The taps attached to the delay line are given by the position of the synchronization characters determined by the transmitter. Are z. B. two adjacent code elements for the synchronization in the manner described are connected to each other, in the example according to FIG. 1, if the n-th is used in conjunction with the (n-1) -th code element, the taps on the delay line must be placed at intervals of half a code element duration. The latter results from the fact that the key pulse and the pulse-code-modulated signal run against one another on the delay line and thus, in relative terms, double the rate of advance is given on the line.
Die Auskoppelschaltung besteht aus einer logischen Schaltung, kombiniert mit einer Schwellenschaltung. Sie gibt an ihrem Ausgang einen Impuls ab, wenn an ihrem Eingang der Tastimpuls gleichzeitig zusammen mit den sendeseitig vorgesehenen Synchronelementen erscheint. Für gleichzeitiges Eintreffen der Impulse am Eingang der eigentlichen Auskoppelschaltung ist zwischen der Verzögerungsleitung und der Eingang b der Auskoppelschaltung ein zusätzliches kurzes Stück einer Verzögerungsleitung eingeschaltet, dessen Laufzeit ebenso groß ist wie das zwischen den Anzapfungen n und (n-1) liegende Stück der Verzögerungsleitung. Im angeführten Zahlenbeisniel wäre die Laufzeit dieses kurzen Stückes gleich ns, also 6,25 nsec.The decoupling circuit consists of a logic circuit combined with a threshold circuit. It emits a pulse at its output when the key pulse appears at its input at the same time as the synchronous elements provided on the transmitter side. For the simultaneous arrival of the pulses at the input of the actual decoupling circuit, an additional short piece of a delay line is connected between the delay line and the input b of the decoupling circuit, the running time of which is as long as the piece of the delay line between the taps n and (n-1). In the numerical example given, the running time of this short piece would be the same ns, i.e. 6.25 nsec.
Das Zusammentreffen des Tastimpulses mit den Synchronelementen an den Anzapfungen a und b befindet etwa folgendermaßen statt: Ist ein Tastimpuls an der Anzapfung b angelangt und ebenso das erste Synchronelement, so gelangen beide sich überlagernd über das zusätzliche Stück Verzögerungsleitung auf die Auskoppelschaltung. Nach einer halben Codeelementdauer ist das zweite Synchronelement an die Anzapfung a vorgerückt, der Tastimpuls, von der anderen Richtung kommend, ebenso. An den Eingängen der Auskoppelschaltung werden also die Impulse gleichzeitig erscheinen. Da das pulscodemodulierte Signal mit konstanter Pulsfolgefrequenz gesendet wird, passieren die Synchronelemente jedes Codezeichens mit jeweils gleichem Zeitabstand to die Abgriffe a und b der Verzögerungsleitung V. Da die Periode des Tastimpulses von der Laufzeit des Kreises abweicht, wird dieser in Zeitabständen to jeweils einen anderen Ort der Verzögerungsleitung V passieren, er wird z. B. bei der ersten Periode an der Anzapfung 1, bei der zweiten Periode an der Anzapfung 2 usw. erscheinen, und nach einiger Zeit wird er auch die Abgriffe a und b erreichen. Wenn dies der Fall ist, so werden an beiden Eingängen der Auskoppelschaltung gleichzeitig der Tastimpuls und die beiden Synchronelemente erscheinen. Die Auskoppelschaltung enthält an diesen Eingängen je eine Schwelle, die nur dann überschritten wird, wenn sich jeweils Tastimpuls und entsprechende Synchronimpulse richtig überlagern. Im Falle der Gleichwertigkeit der beiden Synchronelemente ist als logische Schaltung eine Äquivalenzschaltung erforderlich, d. h., am Ausgang der Auskoppelschaltung erscheint ein Impuls, wenn beide Schwellen überschritten wurden oder keine von beiden. Sind dagegen die Synchronelemente im pulscodemodulierten Signal so vorgesehen, daß das weitere Element des Codezeichens in der inversen Art wie das mit ihm verbundene Nachrichtenelement gesendet wird, so erscheint im synchronisierten Zustand nur am Ausgang einer der Schwellenschaltungen ein Impuls. Die logische Schaltung muß in diesem Falle als Exklusiv-Oder-Schaltung ausgelegt werden. Erscheint am Ausgang der Auskoppelschaltung ein Impuls, so wird der astabile Multivibrator M1 synchronisiert. Dieser Multivibrator M1 gibt sofort einen Impuls ab. Da die Laufzeit für den Abtastkreis gleich der Dauer eines Codezeichens ist, wird dieser Tastimpuls die Synchronelemente wiederum an den Stellen n und n-1 der Verzögerungsleitung antreffen, und der Vorgang wiederholt sich. In diesem Fall wäre also die Synchronisierung erreicht.The coincidence of the key pulse with the synchronous elements at the taps a and b takes place roughly as follows: If a key pulse has arrived at the tap b and also the first synchronous element, both of them are superimposed on the additional delay line on the decoupling circuit. After half a code element duration, the second synchronizing element is advanced to tap a, as is the tactile pulse coming from the other direction. The pulses will appear at the same time at the inputs of the decoupling circuit. Since the pulse code modulated signal is sent with a constant pulse repetition frequency, the synchronous elements of each code character pass taps a and b of the delay line V with the same time interval to the delay line V happen, he is z. B. appear at tap 1 in the first period, tap 2 in the second period, etc., and after some time it will also reach taps a and b. If this is the case, the key pulse and the two synchronizing elements will appear at both inputs of the decoupling circuit at the same time. The decoupling circuit contains a threshold at each of these inputs, which is only exceeded if the key pulse and the corresponding sync pulses are correctly superimposed. If the two synchronous elements are equivalent, an equivalent circuit is required as the logic circuit, ie a pulse appears at the output of the decoupling circuit if both thresholds have been exceeded or neither of the two. If, on the other hand, the synchronous elements in the pulse-code-modulated signal are provided in such a way that the further element of the code symbol is sent in the inverse manner as the message element connected to it, a pulse appears in the synchronized state only at the output of one of the threshold circuits. In this case, the logic circuit must be designed as an exclusive-OR circuit. If a pulse appears at the output of the decoupling circuit, the astable multivibrator M1 is synchronized. This multivibrator M1 immediately emits a pulse. Since the transit time for the scanning circuit is equal to the duration of a code character, this pulse will again encounter the synchronous elements at points n and n-1 of the delay line, and the process is repeated. In this case, synchronization has been achieved.
Es kann jedoch auch vorkommen, daß irgendein Nachrichtenelementenpaar zeitweise dieselbe Kombination von Wertigkeiten, z. B. 1 und 0, wie das Synchronelementenpaar hat. Dann rastet die Synchronisation auf der falschen Stelle ein, und der Tastimpuls wird so lange in der falschen Phase erzeugt, bis eine andere Kombination erscheint. Von da ab verschiebt sich der Tastimpuls von Periode zu Periode in der Phase wiederum so lange, bis schließlich die richtige Lage eingestellt ist.However, it can also happen that some message element pair temporarily the same combination of values, e.g. B. 1 and 0, like the pair of synchronizing elements Has. Then the synchronization engages in the wrong place, and the key pulse is generated in the wrong phase until another combination appears. From then on, the key pulse shifts again in phase from period to period until the correct position is finally set.
Da die Impulsfolgezeit jedoch im allgemeinen sehr kurz sein wird, im gewählteri Beispiel ist die Abtastfrequenz 10 MHz, so kann ein Nachrichtenelementenpaar sehr oft die gleiche Kombination wie das Synchronelementenpaar besitzen, ohne das dadurch der Synchronisiervörgang eine große Zeit in Anspruch nimmt. Nimmt man beispielsweise 100 [sec als höchste zulässige Zeit an bis zur Beendigung des Synchronisiervorgangs und den ungünstigsten Fall, daß die Phase des Tastimpulses alle n-Schritte durchlaufen muß, dann ergibt sich, daß jedes Nachrichtenelementenpaar maximal 125mal dieselbe Kombination hintereinander aufweisen darf wie das zum Synchronisieren bestimmte Elementenpaar. Daraus kann man schließen, daß in den meisten Fällen der Synchronisiervorgang in wesentlich kürzerer Zeit stattfinden wird.However, since the pulse train time will generally be very short, in the example chosen is the sampling frequency 10 MHz, so can a Message element pair very often the same combination as the synchronous element pair without the synchronization process taking a long time takes. For example, if one assumes 100 [sec. As the maximum permissible time until termination of the synchronization process and the worst case that the phase of the key pulse must go through all n-steps, then it follows that each message element pair may have a maximum of 125 times the same combination in a row as the one used for synchronization certain pairs of elements. From this one can conclude that in most cases the Synchronization process will take place in a much shorter time.
Wie bereits erwähnt, muß die Abtastperiode nicht unbedingt genau um eine Codeelementendauer von der Dauer eines Codezeichens abweichen. Wird nämlich der Tastimpuls relativ lang gemacht, z. B. 10 nsec, während die Dauer eines Codeelementes 12,5 nsec beträgt, so ist es nicht unbedingt nötig, daß sich der Tastimpuls und die Synchronimpulse exakt an den vorgesehenen Abgriffen, hier z. B. n und n-1 der Verzögerungsleitung treffen. Wie die F i g. 2 zeigt, kann der Tastimpuls T oder einer der Synchronimpulse Si um die Zeit ±d t vom Abgriffsort, der mit 0 bezeichnet ist, abweichen. Innerhalb dieses Zeitraumes ± A t wird die Schwelle, die durch die Linie Sw angedeutet ist, immer noch überschritten und ein Impuls abgegeben. Angenommen, die Tastfrequenz ist etwas höher geworden, so liegt der Treffpunkt der beiden Impulse rechts von der Abgriffstelle 0. Die Auskoppelschaltung wird also etwas früher angeregt und auch der Tastimpuls etwas früher erzeugt. Daraus ergibt sich, daß nicht nur der Tastpuls von einer vorgegebenen Frequenz abweichen darf, sondern auch zeitweise geringe Schwankungen der vom Sender erzeugten Taktfrequenz zulässig sind.As already mentioned, the sampling period does not necessarily have to differ from the duration of a code symbol by exactly one code element duration. If the key pulse is made relatively long, e.g. B. 10 nsec, while the duration of a code element is 12.5 nsec, so it is not absolutely necessary that the key pulse and the sync pulses exactly at the intended taps, here z. B. meet n and n-1 of the delay line. As the F i g. 2 shows, the probe pulse T or one of the sync pulses Si can deviate from the tap location, which is designated by 0, by the time ± dt. Within this time period ± A t, the threshold indicated by the line Sw is still exceeded and a pulse is emitted. Assuming that the sampling frequency has become a little higher, the meeting point of the two pulses is to the right of tap point 0. The decoupling circuit is therefore excited a little earlier and the sampling pulse is also generated a little earlier. It follows from this that not only may the touch pulse deviate from a predetermined frequency, but also temporarily small fluctuations in the clock frequency generated by the transmitter are permissible.
Sollen kurzzeitige Störungen der Synchronisation, z. B. durch Ausfall des Empfangssignals, überbrückt werden, so kann man auch diesen Fehler ausschalten. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß noch ein zusätzlicher, frei schwingender Impulsgenerator vorgesehen wird, dessen Frequenz auf die sendeseitige Abtastfrequenz abgestimmt ist. Ein Umschalter muß dann dafür sorgen, daß nach beendigtem Synchronisiervorgang dieser zweite Impulsgenerator die Funktion des ersten Impulsgenerators übernimmt. Hierdurch wird im Falle einer kurzzeitigen Störung im Übertragungsweg der Tastimpuls noch für einige Zeit in der richtigen Phase erzeugt. Der zweite Impulsgenerator kann auch eingespart werden, wenn der erste so ausgelegt wird, daß er auf zwei Frequenzen- schwingen kann. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die frequenzbestimmenden Elemente dieses Impulsgenerators umgeschaltet werden.Should short-term disturbances of the synchronization, e.g. B. by failure of the received signal are bridged, this error can also be switched off. This is possible, for example, by adding an additional, freely oscillating Pulse generator is provided, the frequency of which is based on the transmission-side sampling frequency is matched. A changeover switch must then ensure that after the synchronization process is complete this second pulse generator takes over the function of the first pulse generator. In the event of a brief disturbance in the transmission path, this causes the key pulse still generated in the correct phase for some time. The second pulse generator can also be saved if the first is designed in such a way that it operates on two frequencies can swing. This can be done, for example, that the frequency-determining Elements of this pulse generator are switched.
Die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bleibt
nicht beschränkt auf die erfindungsgemäße Art der Synchronisation durch Wiederholung
eines der .Nachrichtenelemente. Vielmehr eignet sie sich auch für die Synchronisation
mit beliebig moduliertem Synchronpuls. Für diese Fälle ist eine Auswahl in der nachstehenden
Tabelle angegeben. Daraus ergibt sich; daß lediglich die Anzapfungen auf der Verzögerungsleitung
und die Auslegung der Auskoppelschaltung, insbesondere der logischen Schaltung,
dem vorliegenden Synchronisiersystem angepaßt werden müssen. Wiederholung eines
zwei Abgriffstellen Codeelementes mit Äquivalenzschaltung gleicher Wertigkeit
Wiederholung eines zwei Abgriffstellen Codeelementes mit Exklusiv-Oderinverser Wertigkeit
Schaltung
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist in diesem Falle in jedem k-ten Codezeichen dasjenige Nachrichtenelement mit dem geringsten Nachrichteninhalt durch ein Synchronelement so ersetzt, daß es als direkte oder inverse Wiederholung eines aus demselben Codezeichen stammenden Nachrichtenelementes gesendet wird.In this case, in an expedient development of the invention, FIG every k-th code character the message element with the least message content replaced by a synchronous element so that it can be used as a direct or inverse repetition a message element from the same code character is sent.
Bei dieser Synchronisationsart muß man für die vollkommene Belegung aller Stellen im Codezeichen durch Nachrichtenelemente ein zusätzliches Quantisierungsgeräusch durch eine geringe Verfälschung der Nachricht in Kauf nehmen.With this type of synchronization you have to ensure full occupancy of all places in the code symbol due to message elements an additional quantization noise accept due to a slight falsification of the message.
Die Durchführung dieser Variante der Synchronisierung läßt sich mit einer empfängerseitigen Schaltung, wie sie in der F i g. 3 skizziert ist, durchführen. Diese Schaltung ist im Grunde genommen nur eine Erweiteung der Schaltung nach der F i g. 1 und die zusätzlichen Elemente sind: ein Umschalter M2, der als monostabiler Multivibrator ausgeführt werden kann, und ein weiterer Impulsgenerator M3, der als astabiler Multivibrator ausgebildet werden kann. Der ursprünglich vorgesehene Impulsgenerator, der mit einer von der Abtastperiode abweichenden Frequenz schwingt, ist in der Fig.3 mit M1 bezeichnet. Alle übrigen Elemente sind gegenüber der F i g. 1 unverändert geblieben und gleich bezeichnet.This variant of the synchronization can be carried out with a receiver-side circuit as shown in FIG. 3 is outlined. This circuit is basically just an extension of the circuit after the F i g. 1 and the additional elements are: a changeover switch M2, which is used as a monostable Multivibrator can be run, and another pulse generator M3, which as astable multivibrator can be formed. The originally intended pulse generator, which oscillates at a frequency deviating from the sampling period is shown in FIG labeled M1. All other elements are compared to FIG. 1 unchanged stayed and named the same.
Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist wie folgt: Vom Impulsgenerator M1 werden Tastimpulse erzeugt mit einer von der Dauer eines Codezeichens abweichenden Folgeperiode. Die Laufzeit im geschlossenen Kreis, bestehend aus der Verzögerungsleitung V, der Auskoppelschaltung A, den Impulsgeneratoren Ml und M2 und dem Impulsformer F, ist wiederum gleich der Dauer eines Codezeichens to gewählt. Im gleich Zahlenbeispiel wäre die Schwingrrequenz fl des Generators M1 fi = n +-1-.fT 8 f1 = 8 + - # 10 MHz = 8,9 MHz. Hierbei ist n die Zahl der Nachrichtenelemente in einem Codezeichen und fT die sendeseitige Abtastfrequenz. Der Umschalter M2 hat in Ruhestellung den Multivibrator M 1 eingeschaltet. Liegt an den Eingängen der Auskoppelstufen a und b der Tastimpuls zusammen mit den vorgesehenen Synchronelementen, so gibt die Auskoppelschaltung wiederum einen Impuls ab, der auf den monostabilen Multivibrator M2 gegeben wird. Durch diesen Impuls wird M2 umgeschaltet auf den astabilen Multivibrator M3, der, solange Impulse aus der Auskoppelstufe erscheinen, durch diese synchronisiert wird und damit auf der Abtastfrequenz fT, im gewählten Zahlenbeispiel 10 MHz, weiterschwingt. Die instabile Lage des Multivibrators M 2 bleibt dabei etwas kürzer erhalten als die Dauer einer Synchronisierperiode kx to ist. War das den monostabilen Multivibrator M2 auslösende Elementenpaar nicht das zur Synchronisierung bestimmte, so erscheint nach k Perioden auch einmal kein Impuls aus der Auskoppelschaltung, und M2 schaltet den MultivibratorMl wieder ein; der Suchvorgang nach den Synchronelementen beginnt von neuem. M 1 ist wieder tätig und liefert den nächsten Tastimpuls um eine Abtastperiode und eine Elementendauer später. Wie bereits bei der F i g. 1 geschildert, werden nacheinander sämtliche Elementenpaare überprüft, bis das richtige zur Synchronisierung bestimmte Elementenpaar an der Auskoppelschaltung erscheint. Ist dies der Fall, so wird der Multivibrator M2 in die astabile Lage umgeschaltet, so daß der Impulsgenerator M3 eingeschaltet ist. Er liefert für die nächsten k-1 Perioden, in denen sendeseitig kein Synchronelement eingefügt war, phasenrichtige Tastimpulse.The mode of operation of this circuit is as follows: The pulse generator M1 generates probe pulses with a subsequent period that differs from the duration of a code character. The running time in the closed circuit, consisting of the delay line V, the decoupling circuit A, the pulse generators Ml and M2 and the pulse shaper F, is in turn chosen to be equal to the duration of a code character to. In the same numerical example, the oscillation frequency fl of the generator M1 would be fi = n + -1-.fT 8 f1 = 8 + - # 10 MHz = 8.9 MHz. Here, n is the number of message elements in a code symbol and fT is the sampling frequency on the transmission side. The changeover switch M2 has switched on the multivibrator M 1 in the rest position. If the key pulse is present at the inputs of the decoupling stages a and b together with the provided synchronous elements, the decoupling circuit in turn emits a pulse which is sent to the monostable multivibrator M2. This pulse switches M2 to the astable multivibrator M3, which, as long as pulses appear from the decoupling stage, is synchronized by it and thus continues to oscillate at the sampling frequency fT, in the selected numerical example 10 MHz. The unstable position of the multivibrator M 2 remains somewhat shorter than the duration of a synchronization period kx to is. If the pair of elements triggering the monostable multivibrator M2 was not the one intended for synchronization, then after k periods no pulse appears from the decoupling circuit, and M2 switches the multivibrator M1 on again; the search process for the synchronous elements begins again. M 1 is active again and delivers the next sampling pulse one sampling period and one element duration later. As with the FIG. 1, all pairs of elements are checked one after the other until the correct pair of elements intended for synchronization appears on the decoupling circuit. If this is the case, the multivibrator M2 is switched to the astable position so that the pulse generator M3 is switched on. For the next k-1 periods in which no synchronous element was inserted on the transmit side, it supplies in-phase scanning pulses.
Eine weitere vorteilhafte Realisierung des Synchronisierungsvorgangs läßt sich mit der in F i g. 4 gezeigten Schaltung erreichen. Diese Schaltungsanordnung arbeitet noch präziser. Um ein zeitgenaues Zurückkippen des Umschalters M2 zu erreichen, ist dieser als Flip-Flop-Schaltung ausgeführt, dessen Rückstellung in die Ausgangslage (M 1 angeschaltet) durch eine Impulszählschaltung Z bewirkt wird. Sie besorgt noch k-1 Perioden des Multivibrators M3 die Rückstellung des Umschalters M2. Gibt dann in der k-ten Periode die Auskoppelschaltung einen Impuls ab, so schaltet M2 sofort auf M3 zurück, und der Zählvorgang beginnt von neuem; andernfalls übernimmt M 1 den weiteren Suchvorgang.Another advantageous implementation of the synchronization process can be with the in F i g. 4 to achieve the circuit shown. This circuit arrangement works even more precisely. In order to achieve a precise tilting back of the switch M2, if this is designed as a flip-flop circuit, it is reset to the initial position (M 1 switched on) is effected by a pulse counting circuit Z. She still worried k-1 periods of the multivibrator M3 the resetting of the switch M2. Then gives in the k-th period the decoupling circuit releases a pulse, M2 switches immediately back to M3 and counting begins again; otherwise M 1 takes over the further search process.
Die in den F i g. 1, 3 und 4 eingezeichnete Verzögerungsleitung V kann in äußerst vorteilhafter Weise zu einem Teil zugleich für die Serienparallelumsetzung des pulscodemodulierten Signals verwendet werden. Sie wird dazu mit den erforderlichen Anzapfungen versehen. Ist die Synchronisierung erfolgt, so kann an den Anzapfungen 1 bis h zeitrichtig nach Codeelementen aufgeteilt, die pulscodemodulierte Nachricht abgenommen werden. Zu diesem Zweck sind hinter den Anzapfungen Schwellenschaltungen anzuschalten, die bei Erscheinen eines Tastimpulses und eines Codeimpulses zur gleichen Zeit einen Impuls abgeben. Durch die Zusammenfassung der empfangsseitigen Synchronisier-und Serien-Parallelumsetzerschaltung kann eine rationellere Ausnutzung der Anlage erreicht werden.The in the F i g. 1, 3 and 4 shown delay line V can in an extremely advantageous manner to a part at the same time for the series parallel implementation of the pulse code modulated signal can be used. You will do this with the necessary Provide taps. Once synchronization has taken place, the taps 1 to h correctly timed according to code elements, the pulse-code-modulated message be removed. For this purpose, there are threshold circuits behind the taps to switch on, which at the same time when a key pulse and a code pulse appear Time to give an impulse. By combining the synchronizing and receiving side Series-parallel converter circuit can achieve a more rational utilization of the system will.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES85609A DE1212146B (en) | 1963-06-10 | 1963-06-10 | Transmission system with pulse code modulated signals |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES85609A DE1212146B (en) | 1963-06-10 | 1963-06-10 | Transmission system with pulse code modulated signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1212146B true DE1212146B (en) | 1966-03-10 |
Family
ID=7512466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES85609A Pending DE1212146B (en) | 1963-06-10 | 1963-06-10 | Transmission system with pulse code modulated signals |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1212146B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1295593B (en) * | 1967-09-15 | 1969-05-22 | Ibm Deutschland | Method and circuit arrangement for digital message transmission with synchronization by level, frequency or phase changes and additional synchronous pulses |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT175933B (en) * | 1951-04-06 | 1953-08-25 | Bbc Brown Boveri & Cie | Device for receiving measured value DC voltage pulses transmitted intermittently |
-
1963
- 1963-06-10 DE DES85609A patent/DE1212146B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT175933B (en) * | 1951-04-06 | 1953-08-25 | Bbc Brown Boveri & Cie | Device for receiving measured value DC voltage pulses transmitted intermittently |
Cited By (1)
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DE1295593B (en) * | 1967-09-15 | 1969-05-22 | Ibm Deutschland | Method and circuit arrangement for digital message transmission with synchronization by level, frequency or phase changes and additional synchronous pulses |
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