DE1221277B - Anordnung zur Demodulation von zweiphasigen Digitalsignalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/12

Nummer: 1221277

Aktenzeichen: J 26806 VIII a/21 al

Anmeldetag: 3. November 1964

Auslegetag: 21. Juli 1966

Das Hauptpatent betrifft eine Anordnung zur Ermittlung bzw. zur Demodulation von zweiphasigen Digitalsignalen mit konstanter Periode, in der die binären Ziffern durch positive und negative Abweichungen von einem Festwert in verschiedenen Halbwellen und verschiedene Ziffern durch Wellenformen entgegengesetzter Phase dargestellt sind. Die Anordnung enthält einen linear arbeitenden Addierer für das empfangene und das um eine halbe Periodenlänge phasenverschobene und invertierte Empfangssignal. Dabei werden die Ziffern in diesem Summensignal durch Überschreiten eines Schwellwertes positiver bzw. negativer Polarität während einer Korrelation repräsentiert.

Der wesentliche Gedanke des Hauptpatents liegt darin, daß im Zusammenhang mit der digitalen Übertragung von binären Signalen in Zweiphasenform der bisher notwendig gewesene Taktgeber am Empfänger überflüssig ist und sogar eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses erzielt wird, wenn ein Schwellwert-Erkennungsschema verwendet wird, das die Erkennung im ersten Halbzyklus der empfangenen Impulsform unterbindet, so daß ein Erkennen nur im zweiten Halbzyklus stattfinden kann. Diese Unterbindungsfunktion wird vorzugsweise durch die Bildung einer Entsperrungsspannung erzielt, deren Dauer und Form trotz Überschreitens des Schwellwertes durch das Summensignal eine Ziffernanzeige so lange verhindert, bis das Summensignal den Schwellwert in der Halbwelle, welche der Anzeigeperiode nachfolgt, unterschritten hat.

Insbesondere wird eine Einrichtung für das Anzeigen eines digitalen Wertes vorgeschlagen, welche die Ziffern bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes positiver bzw. negativer Polarität anzeigt und nach einer erfolgten Anzeige für ungefähr eine dreiviertel bis eine ganze Impulsformperiode gesperrt ist. Die zu diesem Zweck in dem Hauptpatent vorgesehene Verzögerungsfunktion entspricht einem Taktgeber mit dem besonderen Vorteil, daß die Übertragungsfrequenz nicht unbedingt konstant bleiben muß, wie es bei anderen Systemen erforderlich ist. Wesentlich ist nur, daß die Impulsformperioden von konstanter Länge sind und daß jeder Nachricht eine bekannte Ziffer vorausgeht.

Durch die Addition von ursprünglich empfangenem Signal und dem um eine halbe Wellenlänge verzögerten und anschließend umgekehrten Signal wird zwar eine merkliche Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses erzielt, die jedoch für bestimmte Anwendungen nicht voll ausreicht.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, das

Anordnung zur Demodulation von
zweiphasigen Digitalsignalen

Zusatz zum Patent: 1188 648

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y.(V.St.A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Dale Holmes Rumble, Saugerties, N. Y.;

Hans Richard Ulander,

Rockville, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. November 1963
(321797)

Signal-Rausch-Verhältnis weiter zu verbessern durch eine Erhöhung der Zahl von Perioden, welche für die Übermittlung eines Zeichens belegt sind.

Die gestellte Aufgabe wird in einer Anordnung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das von der Eingangsstufe kommende Signal sowohl direkt als auch über 2JV—1 Verzögerungsschaltungen dem Addierer zugeführt wird, wobei JV die Zahl der für die Übermittlung eines Zeichen belegten ganzen Wellenlängen im periodischen Trägersignal bedeutet.

Das erste dieser Verzögerungsglieder hat eine Verzögerungszeit von 272, wobei T die einfache Periodenlänge des Eingangssignals bedeutet. Alle höheren Glieder haben eine Verzögerungszeit, die einem Vielfachen der halben Periodenlänge des Eingangssignals entspricht. Für den Fall der Verzögerung um ein ungerades Vielfaches einer halben Periodenlänge ist dem Verzögerer ein Inverter nachgeschaltet. An den Ausgang des Addierers ist ein Ausgangskreis mit Schwellwertdetektoren und logischen Schaltungen angeschlossen.

Vorteilhafterweise wird die Anzeigebereitschaft von zwei logischen UND-Schaltungen, welche die

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Anzeige verursachen, für eine Zeitdauer von (42V— 1)Γ/4 aufgehoben. Der Beginn der Sperrzeit in den UND-Schaltungen soll zweckmäßigerweise mit dem Erscheinen der zur Erkennung der Information benutzten letzten Halbwelle zusammenfallen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild, das das Prinzip der Demodulationsvorrichtung nach der Erfindung darstellt,

F i g. 2 eine Darstellung der Kurvenformen zur Erklärung der Wirkungsweise und

F i g. 3 eine weitere Darstellung von Kurvenformen zur Erklärung der Wirkungsweise.

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einer binären Verschlüsselung beschrieben, in der die binäre Information durch eine Folge von Sinuswellen repräsentiert wird, derart, daß eine »1« durch das Erscheinen einer negativen Halbwelle nach einer positiven und eine »0« durch das Folgen einer positiven Halbwelle auf eine negative Halbwelle angezeigt wird. Es sei bemerkt, daß die Sinusform nicht Voraussetzung dieser Erfindung ist, sondern daß genauso gut andere zweiphasige Wellenformen, auch schiefsymmetrische oder impulsartige, verwendet werden können.

In F i g. 1 ist ein Demodulator gezeigt, an dessen Eingangsstufe 10 zweiphasige Signale erscheinen. Die Eingangsstufe 10 enthält Filter und Verstärkerstufen, wie sie üblicherweise der eigentlichen Demodulationsstufe vorgeschaltet sind. Der Ausgang von Stufe 10 ist über Leitung 12 direkt mit einem linear arbeitenden Addierer 30 verbunden. Parallel dazu liegen die folgenden Verzögerungsglieder:

ein 272-Verzögerungsglied 14,

ein Γ-Verzögerungsglied 18,

ein 3 Γ/2-Verzögerungsglied 20

usw. bis zu einem (22V — 2) · T/2-Verzögerungsglied 24

und einem (22V—1)-Γ/2-Verzögerungsglied 26.

T repräsentiert dabei eine volle Periode der Sinusschwingung, und 2V ist die Zahl der Sinusschwingungen, die für die Darstellung einer binären Ziffer benötigt werden. Denjenigen Verzögerungsgliedern, die um ein ungerades Vielfaches einer halben Wellenlänge verzögern, ist jeweils ein Inverter nachgeschaltet; dem Verzögerungsglied 14 der Inverter 16, dem Verzögerungsglied 20 der Inverter 22 und dem Verzögerungsglied 26 der Inverter 28. Die Ausgänge der Verzögerungsglieder bzw. der nachgeschalteten Inverter führen ebenfalls auf den Addierer 30. Die Zahl der zwischen Eingangsstufe 10 und dem Addierer 30 geschalteten Kanäle entspricht der doppelten Anzahl 2V von Perioden, die für die Darstellung einer binären Ziffer benötigt werden. Wenn also eine Ziffer durch zwei Perioden dargestellt werden soll, sind vier Kanäle vorhanden, wobei der vierte Kanal eine Verzögerung um (2 · 2 — 1) · T/2 oder 3 T/2 macht. Wenn zur Darstellung einer Ziffer drei Wellenlängen benötigt werden, erhöht sich die Zahl der Kanäle auf sechs, wobei der sechste Kanal eine Verzögerungszeit von (2-3 —1)·Γ/2 oder 5 T/2 hat. Die allgemeine Regel ist, daß die Zahl der Kanäle, die zwischen Eingangsstufe 10 und Addierer 30 geschaltet sind, der doppelten Anzahl 2V von Sinusschwingungen entspricht, die für die Darstellung einer binären Ziffer benötigt werden. Dabei beträgt der Unterschied in der Verzögerungszeit zwischen zwei benachbarten Kanälen jeweils T/2.

Der Ausgang des Addierers 30 ist mit einem positiven Schwellwertdetektor 32 und einem negativen Schwellwertdetektor 34 verbunden. Die Schwellwerte dieser beiden Detektoren sind auf einen festen Wert eingestellt, der sich aus einem späteren Teil der Be-Schreibung ergibt. Die Schwellwertdetektoren reagieren sowohl auf Überschreitungen des festgelegten Schwellwertes als auch auf Richtungswechsel des Signals. Der Ausgang des positiven Schwellwertdetektors 32 ist mit einer logischen UND-Schaltung 36 verbunden und der Ausgang des negativen Schwellwertdetektors 34 mit einer logischen UND-Schaltung 38. Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 36 bzw. 38 repräsentieren das Erscheinen einer binären »0« bzw. einer binären »1«. Diese

ao Signale können auf andere Geräteeinheiten gegeben werden, beispielsweise in Speicherelemente. Parallel zu diesen Ausgängen sind die beiden UND-Schaltungen 36 und 38 auf den Eingang einer logischen ODER-Schaltung 40 gegeben, die nach Empfang eines Ausgangsignals von einer der beiden UND-Schaltungen 36 bzw. 38 einen Ausgangsimpuls abgibt.

Der Ausgang der ODER-Schaltung 40 führt direkt auf den »!.«-Eingang einer bistabilen Kippschaltung (Flip-Flop) 42 und parallel dazu nach Passieren eines Verzögerers 46 auf den »O«-Eingang der Kippschaltung 42. Der Verzögerer 46 hat eine Verzögerungszeit von (42V— l)T/4, d.h. daß die Verzögerungszeit der Schaltung 46 bei einer Verschlüsselung des Signals durch zwei Perioden pro Ziffer 7 T/4 beträgt. Für drei Perioden pro Ziffer beträgt die Verzögerungszeit 11 T/4. Der »!«-Ausgang der Kippschaltung 42 ist mit den Eingängen der beiden UND-Schaltungen 36 bzw. 38 verbunden.

Wie schon erwähnt, werden die »1«- und »0«-Informationen repräsentiert durch 2V Perioden eines sinusförmigen Signals, wobei die »0«- bzw. »!«-Information entgegengesetzte Amplitudenpolarität besitzen. F i g. 2 zeigt den Gruppenverlauf an verschiedenen Punkten der Anordnung nach Fig. 1 für den Fall 2V=2, d.h., es sollen jeweils zwei Perioden die »1«- bzw. »0«-lnformation enthalten. Fig. 3 ist eine entsprechende Darstellung der Kurvenform an verschiedenen Punkten einer Anordnung nach F i g. 1 für den Fall 2V=3.

In Fig. 2 ist als Beispiel ein Wellenzug A gezeigt, wie er am Ausgang der Eingangsstufe 10 auftreten kann. Es ist die Folge »1101001« dargestellt. T ist die bereits erwähnte Wellenlänge der einzelnen Sinusschwingung.

Der Wellenzug A wird nach Durchlaufen des Verzögerers 14 und des Inverters 16 der F i g. 1 in den Wellenzug B der F i g. 2 umgewandelt. Die Kurvenform C erscheint am Ausgang des Verzögerers 18 aus Fig. 1 und die KurvenformD am Ausgang des Inverters 22 aus F i g. 1. Die Zahl 2V der Perioden pro Ziffer ist 2. Die Gesamtzahl der Kanäle, die auf den Addierer30 der Fig. 1 führen, ist 22V, in diesem Fall 4. Der Addierer 30 liefert ein Ausgangssignal, das der Summe der Eingangssignale entspricht, für das gewählte Beispiel durch KurvenzugE in Fig. 2 dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die vier Wellenzüge A, B₁ C und D sich gegenseitig

in bestimmten Gebieten verstärken und in anderen Gebieten einander aufheben. Beispielsweise entspricht die Spitzenamplitude des Wellenzuges E in der zweiten Hälfte der zweiten Periode dem Vierfachen der Amplitude am Ausgang der Eingangsstufe 10, wie sie als Kurvenzug A während der gleichen Halbwelle dargestellt ist. Durch diese Addition wird das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert, indem das im Eingangssignal möglicherweise enthaltene statistische Rauschen in gleicher Weise addiert bzw. subtrahiert wird. Die Spitzenamplitude der zweiten Hälfte des zweiten Halbzyklus (das ist die vierte Halbwelle) in der Kurvenform E ist beispielsweise das Vierfache der Spitzenamplitude am Ausgang der Eingangsstufe 10 (Fig. 2A) während desselben Halbzyklus. Die vierte Halbwelle des Kurvenzugs E ist negativ, wenn der entsprechende Zug der Kurvenform/1 eine »1« repräsentiert, und ist positiv, wenn der entsprechende Kurvenzug in A eine »0« bedeutet.

Die Erkennung der binären Ziffern, die in dem Empfangssignals am Ausgang der Stufe 10 enthalten sind, erfolgt durch Abtasten jeder vierten Halbwelle des Kurvenzugs E, der am Ausgang des Addierers 30 erscheint, auf ihre Polarität. Die Erkennungsvorrichtung wird in den ersten drei Halbperioden abgeschaltet, um Fehlentscheidungen auszuschließen. Durch Rauschen verursachte Fehler werden ebenfalls weitgehend vermieden, da die jeweils abgetastete Halbperiode in diesem Beispiel die vierfache Amplitude der entsprechenden Halbwelle des Eingangssignals aufweist und dadurch das Signal-Rausch-Verhältnis in obenerwähnter Weise verbessert worden ist.

Nach Fig. 1 ist der Ausgang des Addierers 30 mit den Schwellwertdetektoren 32 und 34 verbunden. Der Schwellwertdetektor 32 spricht nur auf Amplituden mit positiver Polarität, welche den Schwellwert überschreiten, an, während der Schwellwertdetektor 34 nur auf Amplituden negativer Polarität anspricht, die den Schwellwert überschreiten. Die Schwellwertdetektoren 32 und 34 können von jedem an sich bekannten und für die vorliegenden Zwecke brauchbaren Typ sein, wie beispielsweise Röhren- oder Transistorverstärker mit einer solchen Vorspannung, daß sie bei einem Pegel unterhalb einer gewählten Schwelle abschalten. Außerdem ist es ein Vorteil, wenn die Schwellwertdetektoren mit Steuerungen für die Begrenzungspegel versehen sind, wie Potentiometer, die über eine passende Vorspannungsquelle angeschlossen sind und verändert werden können, um den Schwellwertpegel zu variieren. Das ist notwendig, weil bei einem mit zwei Perioden pro Ziffer verschlüsselten Signal die größte Amplitude des Kurvenzugs E in F i g. 2 die vierfache Amplitude des Kurvenzuges A beträgt, während die Maximalamplitude des Kurvenzugs E auf das Sechsfache ansteigt, wenn ein mit drei Perioden pro Bit verschlüsseltes System benutzt wird, und der Schwellwertdetektor entsprechend nachgeregelt werden muß.

Nach F i g. 2 sind die durch gestrichelte Linien 50 und 52 eingezeichneten positiven und negativen Schwellwertstufen dreimal so groß wie die von der Eingangsstufe 10 empfangene ursprüngliche Amplitude in Kurvenform A. Es ist offensichtlich, daß nicht gerade dieser spezielle Schwellwert gewählt werden muß. Es ist sogar zu empfehlen, ihn während des Gebrauches der Anordnung zu erhöhen oder zu reduzieren, je nach der Durchschnittsamplitude, die vom Verstärker 10 zur Verfügung steht, und je nach dem Grad des Störpegels im empfangenen Signal. Nach F i g. 1 ist der Ausgang des Schwellwertdetektors 32 mit der logischen UND-Schaltung 36 verbunden und der Ausgang des Schwellwertdetektors 34 mit der logischen UND-Schaltung 38. Der Ausgang der UND-Schaltung 36 stellt die binäre »0« und der Ausgang der UND-Schaltung 38 die binäre »1« dar, die anderen gerade in Frage kommenden Apparaten wie Speicherregistern zugeführt werden können. Die beiden Ausgangswerte dieser UND-Schaltungen 36 und 38 werden gemeinsam der logischen ODER-Schaltung 40 zugeführt, die jedesmal dann einen Impuls abgibt, wenn einer der beiden Schwellwertdetektoren eine Ausgangsspannung während der vierten Halbperiode des Empfangssignals (Kurvenzug A in F i g. 2) zuführt. Die Beschränkung auf jede vierte Halbperiode des empfangenen Kurvenzugs wird durch ein Verzögerungsverfahren mittels der bistabilen Kippschaltung 42 erreicht. Diese Kippschaltung kann von jedem an sich bekannten und für die vorliegenden Zwecke brauchbaren Typ sein, und zwar solcher Art, daß ihr »1 «-Ausgang von einem hohen Potential auf ein niedriges Potential abfällt, wenn an ihrem »!.«-Eingang ein Impuls auftritt, und daß ihr »1 «-Ausgang von einem niedrigen Potential auf ein höheres ansteigt, wenn der »0«-Eingang einen Impuls erhält. Der »!.«-Eingang der Kippschaltung 42 ist unmittelbar mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 40 verbunden, während der »O«-Eingang der Kippschaltung der gleichen ODER-Schaltung über ein Verzögerungsglied 46, das eine Verzögerungszeit von (4iV—1)·Τ/4 aufweist, angeschlossen ist.

Der »1 «-Ausgang der Kippschaltung 42 ist mit beiden UND-Schaltungen 36 und 38 verbunden und verhindert den Durchgang eines Ausgangswertes von dem betreffenden Schwellwertdetektor durch die UND-Schaltung jedesmal dann, wenn die Spannung am »1 «-Eingang der Kippschaltung unter einen bestimmten Pegel absinkt.

Der Kurvenzug F in F i g. 2 zeigt das Signal am »1 «-Ausgang der Kippschaltung 42.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 soll nun an Hand der auch in F i g. 2 als Beispiel gewählten 2-Perioden-pro-Ziffer-Verschlüsselung dargestellt werden. Die Ausgangsstellung der Kippschaltung 42 ist so gewählt, daß ihr »1«-Ausgang sich auf einem hohen Potential befindet und so die UND-Schaltungen 36 und 38 einen Impuls erhalten.

Das von der Eingangsstufe 10 kommende Eingangssignal erscheint als Kurvenzug A (Fig. 2) und wird über Leitung 12 direkt dem Addierer 30 zugeführt. Außerdem passiert das von der Stufe 10 kommende Signal den Verzögerer 14 und den Inverter 16 und erscheint als Kurvenzug B in F i g. 2. In gleicher Weise geht das von Stufe 10 kommende Signal durch den Verzögerer 18 und erscheint als Kurvenform C (F i g. 2) sowie durch den Verzögerer 20 und anschließend durch den Inverter 22, um dann als KurvenformD (Fig. 2) zu erscheinen. Die durch die Kurvenform A, B, C und D (Fig. 2) dargestellten Signale werden dem Addierer 30 zugeführt, an dessen Ausgang der in F i g. 2 dargestellte Kurvenzug E erscheint. Das Ausgangssignal des Addierers 30 wird den Schwellwertdetektoren 32 und 34 zugeführt. Der Schwellwertdetektor 32 liefert ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von Signalamplituden,

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die den positiven Schwellwert überschreiten (ge- und die UND-Schaltungen 36 und 38 vorbereitet strichelte Linie 50 in Fig. 2), und der Schwellwert- werden. Wenn die zwölfte Halbwelle des vom Lineardetektor 34 liefert ein Ausgangssignal, wenn der addierer30 kommenden Signals den Schwellwert 50 durch die gestrichelte Linie 52 in Fig. 2 angedeutete im Schwellwertdetektor 32 überschreitet, wird danegative Schwellwert unterschritten wird. 5 durch ein Ausgangssignal erzeugt, das die UND-

Da das Ausgangssignal des Addierers 30 den Schaltung 36 durchläuft und so ein Signal an das Schwellwertdetektoren 32 und 34 zugeführt wird, »O«-Speicherregister liefert. Das gleiche Ausgangserzeugt die vierte Halbperiode des Signals, da sie den signal der UND-Schaltung 36 durchläuft die ODER-Betrag des Schwellwertes 52 übersteigt, ein Aus- Schaltung 40, um danach den Ausgang der Kippgangssignal am Schwellwertdetektor 34, das der io schaltung 42 auf niedriges Potential umzuschalten, UND-Schaltung 38 zugeführt wird und eine »1« an- was ein Sperren der UND-Schaltungen 36 und 38 zur zeigt, die in einem Register, das nicht dargestellt ist, Folge hat. Die UND-Schaltungen 36 und 38 bleiben gespeichert werden kann. Außerdem wird das Aus- so lange gesperrt, bis der Ausgang der ODER-Schalgangssignal der UND-Schaltung 38 der ODER- tung 40, dessen Signale durch das Verzögerungs-Schaltung 40 zur Betätigung der Kippschaltung 42 15 glied 46 und 7274 verzögert werden, wieder die zugeführt, so daß der »!.«-Ausgang auf das niedrigere Kippschaltung 42 umschaltet. Das geschieht während Potential umgeschaltet wird (Kurvenform F in der sechzehnten Halbwelle des vom Linearaddierer Fig. 2), wodurch die UND-Schaltungen36 und 38 30 kommenden Signals.

gesperrt werden. Das Ausgangssignal der ODER- Man erkennt, daß die Schaltung der Fig. 1 in Schaltung 40 wird ferner der Verzögerungsschaltung 20 dieser Weise weiterarbeitet, d. h., daß das Eingangs-46 zugeführt, die es um (AN— 1) Γ/4, also 7Γ/4 signal der Eingangsstufe 10 nach verschiedenen Ververzögert, zögerungen und Umkehrungen zu einem Ausgangs-

Während des Erscheinens der fünften und sechsten signal des Addierers 30 führt, das (für das Beispiel Halbwelle des vom Addierer30 gelieferten Signals des 2-Perioden-pro-Ziffer-Systems in Fig. 2) wähsind die UND-Schaltungen 36 und 38 gesperrt, so 25 rend jeder vierten Halbperiode ein Maximum erreicht daß gerade in dem Augenblick, in dem die fünfte und dessen vierte Halbwelle durch ihre Polarität die und sechste Halbwelle an den Schwellwertdetektoren binäre Verschlüsselung des Eingangssignals enthält. 32 und 34 Ausgangssignale erzeugen, keine binäre Die größten vierten Halbwellen erzeugen Ausgangs-Information an die Speicherregister geliefert wird. signale an den Schwellwertdetektoren zum Anzeigen

Während der siebenten Halbwelle des vom Ad- 30 der binären Werte. In Anbetracht der Tatsache, daß dierer30 gelieferten Signals schaltet das durch das die anderen Halbwellen des vom Linearaddierer 30 Verzögerungsglied 46 um die Zeit 7 TIA verzögerte kommenden Signals auch fähig sind, die Schwellwert-Signal die Kippschaltung 42 um, so daß der» 1 «-Aus- detektoren zu passieren, ist eine Sperrvorrichtung gang auf hohes Potential ansteigt, wodurch die UND- vorgesehen, so daß die Ausgänge der Schwellwert-Schaltungen 36 und 38 wieder aufnahmebereit wer- 35 detektoren nur während des Erscheinens von vierten den. Nachdem jedoch die Zeit 7 T/4 nach Über- Halbwellen geöffnet sind. Jede vierte Halbwelle des schreiten des Schwellwertes im Schwellwertdetektor Signals hat die vierfache Amplitude des ursprünglich 34 durch die vierte Halbwelle des Signals aus dem empfangenen Signals. Da das statistische Rauschen Linearaddierer 30 verstrichen ist, hat die Amplitude in gleicher Weise summiert wird, ist das Signalder siebenten Halbwelle des Summensignals ihren 40 Rausch-Verhältnis insgesamt verbessert worden.
Spitzenwert überschritten und kurz nach Unter- Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 ist schreiten des Schwellwertes im Schwellwertdetektor ähnlich, wenn das ankommende verschlüsselte Signal 32 einen negativen Wert angenommen, so daß vom durch jeweils drei Schwingungen eine Ziffer repräsen-Schwellwertdetektor 32 kein Ausgangssignal abge- tiert. Kurvenzug G der Fig. 3 zeigt das Ausgangsgeben wird. 45 signal der Eingangsstufe 10 aus Fig. 1 für diesen

Da die negativ gewordene achte Halbwelle den Fall, und zwar für die Information »10110«. Kurven-Schwellwert 52 (Fig. 2) im Schwellwertdetektor 34 zugH repräsentiert den Ausgang des Inverters 16, übersteigt, wird von diesem Schwellwertdetektor ein Kurve J den Ausgang des Verzögerers 18, Kurven-Ausgangssignal abgegeben, das die aufnahmebereite zug K den Ausgang des Inverters 22, Kurvenzug L UND-Schaltung 38 passiert. Der Ausgang der UND- 50 den Ausgang des Verzögerers 24 (nach einer VerSchaltung 38 geht an das für die »1« zuständige zögerungszeit von 2 Γ für N = 3), und Kurvenform M Speicherregister und durch die ODER-Schaltung 40 den Ausgang des Inverters 28 nach Durchlaufen des zu der Kippschaltung 42, so daß der »1 «-Ausgang Verzögerers 26 mit einer Verzögerungszeit von 5 T 12. der Kippschaltung auf ein niedrigeres Potential um- Kurvenzug P repräsentiert das Ausgangssignal des springt, wodurch die UND-Schaltungen 36 und 38 55 Addierers 30, das der Summe der Kurven G, H, J, wieder gesperrt werden. Das Ausgangssignal der K, L und M entspricht. Es sei bemerkt, daß in dem ODER-Schaltung 40 durchläuft außerdem die Ver- Kurvenzug P die Spitzenamplitude jeder sechsten zögerungsschaltung 46, wo es um 7 TIA verzögert Halbwelle der sechsfachen Amplitude aus Kurve G wird. entspricht. Eine negative sechste Halbwelle bedeutet

Dadurch, daß die UND-Schaltungen 36 und 38 60 wieder eine »1«, während bei positiver sechster Halbgesperrt sind, werden die vom Addierer 30 kommen- welle eine »0« angezeigt wird,
den neunte, zehnte und elfte Halbwellen nicht durch- In F i g. 1 ist der Schwellwertdetektor 32 auf einen gelassen, sogar wenn sie fähig sind, die Schwellwert- Schwellwert eingestellt, der durch die gestrichelte detektoren 32 und 34 zu passieren. Kurz nach Er- Linie 54 in F i g. 3 dargestellt ist, und der Schwellscheinen des Spitzenwertes der elften Halbwelle wird 65 wertdetektor 34 auf einen Schwellwert, der durch die von der Verzögerungsschaltung 46 ein Ausgangssignal gestrichelte Linie 56 in Fig. 3 angedeutet ist. Dabei geliefert, das die Kippschaltung 42 beeinflußt, so daß können die Schwellwerte beispielsweise dem Fünfderen »!«-Ausgang auf ein hohes Potential ansteigt fachen der Amplitude aus dem ursprünglichen

Kurvenzug G entsprechen. In der Schaltung gemäß Fig. 1 ist es wünschenswert, die UND-Schaltungen 36 und 38 nur während des Erscheinens der sechsten Halbwelle des Kurvenzugs P vorzubereiten. Deshalb ist die Verzögerungseinheit 46 auf eine Verzögerungszeit von (4iV —1) T/4 (entsprechend 11 T/4) eingestellt. Dadurch befindet sich der Ausgang der Kippschaltung 42 in seinem ursprünglichen Zustand mit einem hohen Potential am »1 «-Ausgang, wodurch die UND-Schaltungen 36 und 38 vorbereitet werden. Bei Erscheinen der sechsten Halbwelle des vom Addierer 30 kommenden Signals (Kurvenzug P) erzeugt der Schwellwertdetektor 34 ein Ausgangssignal, das durch die UND-Schaltung 38 läuft und eine »1« im Speicher festhält. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 38 wird außerdem über die ODER-Schaltung 40 der Kippschaltung 42 sowie dem Verzögerer 46 zugeführt. Die Kippschaltung 42 wird umgeschaltet und die UND-Schaltungen 36 und 38 über eine Zeit von HX/4 gesperrt, während der ein Ausgangssignal des Verzögerers 46 die Kippschaltung 42 umschaltet, was wiederum ein vorbereitendes Signal für die UND-Schaltungen 36 und 38 bedeutet. Gleichzeitig mit diesem Signal erscheint die zwölfte Halbwelle des vom Addierer 30 gelieferten Signals (Kurvenzug P in Fig. 3). In gleicher Weise arbeitet die Schaltung der Fig. 1 weiter, so daß die UND-Schaltungen36 und 38 während der achtzehnten, vierundzwanzigsten und jeder folgenden sechsten Halbwelle des Kurvenzugs P vorbereitet sind. Das Potential am »1«-Ausgang der Kippschaltung 42 wird durch Kurvenzug Q in F i g. 3 dargestellt.

Jede sechste Halbwelle des Signals entspricht der sechsfachen Amplitude des ursprünglich empfangenen Signals, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis weiterhin verbessert ist. Für den Fall einer 3-Periodenpro-Ziffer-Verschlüsselung erhält man ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis als für die 2-Perioden-pro-Ziffer-Verschlüsselung. Dafür arbeitet das 3-Perioden-System etwas langsamer. Bei sehr starken Gerauschen, wie sie beispielsweise im Nachrichtenverkehr mit Satelliten oder Raketen auftreten, empfiehlt sich sogar die Verwendung eines 4- oder gar 5-Perioden-pro-Ziffer-Systems. In solch einem Fall würde die Schaltung genau der in F i g. 1 gezeigten entsprechen, bei der die Zahl der Eingänge des Addierers 30, die Schwellwerte der Schwellwertdetektoren 32 und 34 sowie die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 46 durch die ZahliV (Zahl der Perioden pro Ziffer) bestimmt sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Demodulation von zweiphasigen Digitalsignalen mit konstanter Periode, in der die binären Ziffern durch positive und negative Abweichungen von einem Festwert in verschiedenen Halbwellen und verschiedene Ziffern durch Wellenformen entgegengesetzter Phase dargestellt sind, mit einem linear arbeitenden Addierer für das empfangene und das um eine halbe Periodenlänge phasenverschobene und invertierte Empfangssignal, wobei die Ziffern in diesem Summensignal durch Überschreiten eines Schwellwertes positiver bzw. negativer Polarität während einer Korrelation repräsentiert sind, nach Patent 1188648, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Eingangsstufe kommende Signal sowohl direkt als auch über 2 N — 1 Verzögerungsschaltungen dem Addierer zugeführt ist, wobei N die Zahl der für die Übermittlung eines Zeichens belegten ganzen Wellenlängen im periodischen Trägersignal bedeutet und das erste Verzögerungsglied eine Verzögerungszeit von T/2 hat, wobei T die einfache Periodenlänge des Eingangssignals bedeutet und alle höheren Glieder eine Verzögerungszeit haben, die einem Vielfachen der halben Periodenlänge des Eingangssignals entspricht und denen für den Fall der Verzögerung um ein ungerades Vielfaches einer halben Periodenlänge jeweils ein Inverter nachgeschaltet ist, und daß an den Addierer ein Ausgangskreis mit Schwellwertdetektoren und logischen Schaltungen angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsschaltung die Anzeigebereitschaft von zwei dem Addierer über jeweils einen Schwellwertdetektor nachgeschalteten und der Ziffernanzeige dienenden UND-Schaltungen für eine Sperrzeit von (4N— 1) T/4 aufhebt. ■

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Sperrzeit in den UND-Schaltungen zusammenfällt mit dem Erscheinen der zur Erkennung der Information benutzten letzten Halbwelle der Periodengruppe, welche zur Darstellung einer Ziffer verwendet wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskreis einen Schwellwertdetektor (32) für positive Schwellwerte und einen anderen Schwellwertdetektor (34) für negative Schwellwerte enthält, daß jedem dieser Schwellwertdetektoren je eine UND-Schaltung (36 bzw. 38) nachgeschaltet ist, die wiederum ausgangsseitig über eine gemeinsame ODER-Schaltung (40) zusammengeschaltet sind, deren Ausgang einerseits über eine Verzögerungsschaltung (46) und andererseits unmittelbar mit einer bistabilen Kippschaltung (42) verbunden ist, deren Ausgang wiederum mit jedem der Eingänge der beiden UND-Schaltungen (32 und 34) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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