DE1254176B - Verfahren zum Konditionieren von binaeren Informationssignalen fuer UEbertragungszwecke - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04b

H041;H04j
Deutsche Kl.: 21 al - 7/03

Nummer: 1 254 176

Aktenzeichen: T 32064 VIII a/21 al

Anmeldetag: 16. September 1966

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leitungs- oder Funkübertragung binärer Informationssignale, die also in der Praxis durch die Anwesenheit (z. B. mit 1 bezeichnet) oder die Abwesenheit (z. B. durch 0 bezeichnet) eines elektrischen Impulses zu Zeitpunkten gebildet werden, die sich regelmäßig mit einer Frequenz 2.? aneinanderreihen.

Indem ein solches, sogenanntes bivalentes Signal ■— weil das elektrische Signal nur zwei diskrete Werte haben kann — durch ein entsprechend damit verknüpftes trivalentes Signal (+1, 0, —1) ersetzt wird, wird bei gleicher Übertragungssicherheit die zum Übertragen der Information mit bestimmter Telegraphverzerrung notwendige Bandbreite nahezu durch zwei geteilt, was in der französischen Patentschrift 1 330 777 beschrieben ist.

Diese Patentschrift beschreibt eine besondere Ausführung dieses Verfahrens, wobei die Gruppen von !-Elementen des bivalenten Signals abwechselnd durch Gruppen von +1-EIementen und Gruppen von — 1-Elementen in dem trivalenten Signal wiedergegeben werden. Es ist weiter bekannt, daß durch Filterung der vorhergehenden trivalenten Signale mittels eines für die Frequenz ¹Z₂T die Nyquist-Bedingung erfüllenden Filters ein Signal erhalten wird, das unzweideutig Null wird zu den Zeitpunkten t₀ + nT, wobei i₀ ein bestimmter Zeitpunkt und η eine ganze Zahl ist. Diese Eigenschaft wird in der erwähnten französischen Patentschrift benutzt, und sie ermöglicht, durch Synchrondemodulation empfangsseitig die übertragene Information mit minimaler Ungewißheit zurückzugewinnen.

Wie in der erwähnten Patentschrift angedeutet ist, ist es möglich, mit der gleichen Trägerfrequenz zwei voneinander unabhängige Signale durch Amplitudenmodulation mit zwei Seitenbändern zu übertragen, sofern zwei Trägerwellen in Quadratur im Sender und Synchrondemodulation im Empfänger benutzt werden. Dies erfordert die Übertragung eines Phasenbezugssignals, um die Synchrondemodulation durchführen zu können. Da die Trägerwelle sich nicht zu diesem Zweck eignet, wird gemäß der französischen Patentschrift 1 381 314 zu diesem Zweck die Übertragung von zwei Pilotschwingungen mit einem Frequenzabstand von ¹I₂T von der Trägerfrequenz benutzt. Dies ermöglicht, durch einfache Intermodulation der beiden Pilotsignale empfangsseitig sowohl die Trägerfrequenz für die eigentliche Demodulation als auch das zum Zurückgewinnen des von der Informationsquelle ausgesandten Signals in Synchronismus erforderliche Taktsignal wieder zu erzeugen, und zwar unabhängig von den Frequenzabweichungen Verfahren zum Konditionieren von binären
Informationssignalen für Ubertragungszwecke

Anmelder:

Telecommunications Radioelectriques et

Telephoniques T. R. T., Paris

Vertreter:

Dr. P. Roßbach, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Pierre Louis Vincent Breant, Clamart

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom20.September 19^5 (31988 Seine)

des Trägerfrequenzoszillators oder des Übertragungsweges.

Das Schwebungssignal dieser Pilotschwingungen stört die Wirkung der Informationsübertragungswege nicht, wenn es zu den zur Demodulation der Informationssignale gewählten Zeitpunkten in einem der beiden Wege Null wird. Die Nullpunkte dieses Schwebungssignals werden hingegen durch die Modulation gestört, welche die zu übertragenden Informationssignale darstellt, wenn letztere eine Komponente der Frequenz ¹Z₂T enthalten.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Konditionieren binärer Informationssignale zur Übertragung, wobei diese Störung durch Anwendung eines trivalenten Modulationssignals vermieden wird, das keine Komponente der Frequenz ¹Z₂T enthält.

Dieses Verfahren, in dem eine zeitliche Reihe von Elementen, die zwei Werte 0 und 1 annehmen können und die zu übertragenden Informationssignale darstellen, elementmäßig durch eine andere Reihe ersetzt wird, deren Elemente drei verschiedene Werte —1, 0 und 1 annehmen können, wobei ein O-Element jedes O-Element ersetzt und eine Gruppe von entweder +1-Elementen oder — 1-Elementen jede Gruppe von 1-Elementen ersetzt — die Gruppen von 1-Elementen werden die 1-Elemente und die Reihen 1-Elemente genannt, wenn diesen 1-Elementen in diesen Reihen ein O-Element unmittelbar vorangeht oder folgt — und

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wobei die Polaritäten der beiden zwei aufeinanderfolgende Gruppen von 1-Elementen ersetzenden Gruppen im allgemeinen einander entgegengesetzt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Polaritäten nicht einander entgegengesetzt sind, wenn und nur wenn einerseits die Anzahl der die beiden aufeinanderfolgenden Gruppen trennenden O-Elemente gerade ist und andererseits, wenn gleichzeitig bei Anordnung aller 1-Elemente von einem bestimmten Ursprung in der Reihenfolge des Auftretens die Ordnungsnummer des letzten 1-Elementes der ersten der beiden aufeinanderfolgenden Gruppen eine bestimmte Parität hat.

Das Verfahren nach der Erfindung allein ermöglicht, eine große Anzahl von Polaritätswechslungen zu behalten, ohne daß in das Signal Komponenten mit der Frequenz ¹I₂T eingeführt werden und ohne daß es notwendig ist, vorhersagen zu können, ob die Polarität des ursprünglichen Signals umgekehrt, d. h. dieses Signal in dem Speicher aufgezeichnet und die Übertragung somit verzögert werden soll. Im übrigen ergibt dieses Verfahren eine bestimmte Konzentration der ausgesandten Energie bei den niederen Frequenzen.

Die Erfindung wird an Hand schematischer F i g. 1 bis 7 näher erläutert.

Die Figuren zeigen nur die zum guten Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente, und die entsprechenden Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

F i g. 1 zeigt einen Elementarimpuls als Funktion der als Abszisse aufgetragenen Zeit;

F i g. 2 zeigt verschiedene trivalente Reihen, die eine bivalente Reihe ersetzen können;

F i g. 3 und 5 zeigen die Schaltbilder von zwei Signalwandlern nach der Erfindung;

F i g. 4 und 6 zeigen als Funktion der als Abszisse aufgetragenen Zeit die Signale, welche an verschiedenen Punkten der Wandler der F i g. 3 und 5 auftreten ; in F i g. 6 ist der Nullpegel durch einen Strich neben dem Diagramm angedeutet;

F i g. 7 zeigt das Schaltbild eines Fehlerdetektors beim Empfang der durch das Verfahren nach der Erfindung umgewandelten Signale.

Es wird zunächst nachgewiesen, daß das erfindungsgemäß erhaltene Signal keine Spektrumkomponente der Frequenz ¹J₂T enthält. Ein trivalentes Signal, das durch ein die Nyquist-Bedingung nahe der Frequenz ¹I₂T erfüllendes Filter abgetrennt wird, wird als Beispiel gewählt. Ein isoliertes +1- oder — 1-Element, das auf der oberen Zeile der F i g. 1 angedeutet ist, ergibt ein Rückstandsignal 2 in Form einer gedämpften Sinuswelle mit einer Periode IT. Wenn statt eines isolierten +1- oder — 1-Elementes ein Signal auftritt, das verschiedene dieser Elemente enthält, ergibt dieses ein Gesamtrückstandsignal infolge der Überlagerung der Rückstandsignale wie 2.

Wenn die Dämpfung vernachlässigt wird, ergibt sich für das isolierte Element ein fiktives Rückstandsignal 3. Wenn der angewandte Ersetzkode derart ist, daß das fiktive Rückstandsignal einer beliebigen Modulation stets eine endliche Amplitude beibehält, ist die spektrale Energiedichte einer von einer bivalenten Modulation stammenden Modulation Null.

Es kann ein Zeitpunkt betrachtet werden, zu dem ein O-Element des fiktiven Gesamtrückstandsignals Null ist. Von diesem Zeitpunkt an ergibt jede Gruppe einer geraden Zahl von 1-Elementen (Länge 0 Modulo 2), ein fiktives Rückstandsignal 0, und jede Gruppe einer ungeraden Zahl von !-Elementen (Länge 1 Modulo 2) ergibt das gleiche fiktive Rückstandsignal wie ihr erstes Element, oder, in anderen Worten, von dem Zeitpunkt an, wo das fiktive Rückstandsignal in einer Gruppe von 5 O-Elementen Null ist, kann die Polarität der Gruppe von 1-Elementen beliebig gewählt werden, ohne daß die Amplitude des fiktiven Signals erhöht wird, insbesondere kann die Polarität in bezug auf die der vorhergehenden Gruppe von 1-Elementen umgekehrt werden.

ίο Diese Lage ändert sich nur beim Auftreten einer Gruppe von 1-Elementen der Länge 1 Modulo 2. Zu diesem Zeitpunkt liegt ein Rückstandsignal ungleich 0 vor, wodurch die Polarität der nächsten Gruppe von 1-Elementen nicht beliebig gewählt werden kann. Es wird dann die Polarität gewählt, bei welcher das fiktive Rückstandsignal in bezug auf das erste Element dieser Gruppe gegenphasig mit dem fiktiven Rückstandsignal der vorhergehenden Modulation ist. Diese Wahl hängt selbstverständlich von der Länge (Modulo 2) der Gruppe von O-Elementen ab. Wenn diese Länge gleich 1. ist, soll die Umkehrung durchgeführt werden, aber wenn diese Länge 0 ist, soll die Umkehrung unterbleiben, wodurch das fiktive Rückstandsignal nach der neuen Gruppe von 1-Elementen Null ist, wenn diese Gruppe eine Länge gleich 1 (Modulo 2) oder gleich dem vorhergehenden fiktiven Rückstandsignal ist, wenn diese Gruppe eine Länge O (Modulo 2) hat. Im letzteren Fall hält sich die Lage aufrecht, solange nur Gruppen von 1-Elementen der Länge O (Modulo 2) auftreten, während sie sich nur ändert nach dem Auftreten einer Gruppe der Länge 1, in welchem Fall die Anfangslage wiederhergestellt ist.

Es zeigt sich, daß bei Fortsetzung dieser Regel die Amplitude des fiktiven Gesamtrückstandsignals nur Null oder gleich einem bestimmten Wert sein kann. Da die Amplitude des fiktiven Rückstandsignals sich nur nach dem Durchgang einer Gruppe von 1-Elementen der Länge 1 (Modulo 2) ändert, kann gesagt werden, daß die Amplitude sich nur ändert, wenn in der zeitliehen Reihenfolge der Elemente 1, die Ordnungsnummer Modulo 2, d. h. die Parität des letzten Elementes der letzten Gruppe von 1-Elementen einen Wert hat, der von dem Wert verschieden ist, der dem letzten Element der vorhergehenden Gruppe entspricht. Angenommen, daß das fiktive Rückstandsignal einer Modulation nach einem Element der Ordnung O (oder 1) (Modulo 2) Null ist, zeigt sich, daß die angewandte Regel einer systematischen Polaritätsumkehrung der Gruppe von 1-Elementen gleichkommt, mit ausgenommen nach einem Element 1 der Ordnung 1 (oder O) (Modulo 2), dem eine gerade Zahl von O-Elementen folgt; diese ist die vorstehend beschriebene Regel.

Aus vorstehendem ist ersichtlich, daß der angewandte Ersatz ein minimales fiktives Rückstandsignal mit sich bringt, wobei es nicht notwendig ist, eine Voraussage zu machen, d. h. die ursprüngliche Modulation während einer bestimmten Zeit vor der Übertragung zu speichern.
F i g. 2 zeigt den Ersatz nach der Erfindung. Das Signal 4 zeigt die Modulation oder die Reihenfolge ursprünglicher Elemente, welche die,binäre Information 101001000110011101001 darstellt. Das Signal 5 entsteht durch einen Ersatz, wobei die Polaritäten der zwei Gruppen, welche zwei aufeinanderfolgende Gruppen von 1-Elementen ersetzen, stets umgekehrt sind, gemäß den französischen Patentschriften. Die Signale 6 und 7 entstehen durch zwei Ersätze nach der Erfindung. Die Umkehrung wird stets durchgeführt,

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ausgenommen, wenn gleichzeitig die Anzahl von O-Elementen zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Gruppen von 1-Elementen gerade ist und die Ordnungsnummer des letzten Elementes 1 der ersten dieser zwei Gruppen gerade ist (Signal 6) oder ungerade (Signal 7). Die Signale 8 und 9 entstehen durch zwei weitere Ersätze nach der Erfindung. Sie werden ähnlich wie die Signale 6 und 7 erhalten, wobei jedoch die Rolle der Elemente 0 und 1 der ursprünglichen Modulation 4 umgewandelt ist, so daß ein in der F i g. mit 1 bezeichnetes Element ein O-Element genannt wird und umgekehrt.

Nachstehend werden Schaltbilder von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und zwar:

a) der Kodewandler zwischen der ursprünglichen bivalenten Modulation und der trivalenten Modulation,

b) die Vorrichtung zum Zurückgewinnen der bivalenten Modulation im Empfänger, welche Vorrichtung nach der Erfindung Fehlerdetektoren enthalten kann.

Es werden außer Betracht gelassen Filtermittel, Ausgleichorgane, Modulatoren für die Trägerwelle und die Einführung von Pilotsignalen im Sender, die Demodulation und die Ableitung von Taktsignalen und der Trägerfrequenz im Empfänger, welche Teile denen identisch sind, die nach den vorerwähnten Patentschriften benutzt werden. (Es sei bemerkt, daß die Übertragung der gleichen bivalenten Modulation sich über einen einzigen Kanal oder über zwei Kanäle mittels einer Zweiteilungsvorrichtung erfolgen kann.)

F i g. 3 zeigt das Prinzipschaltbild einer ersten Ausführungsform des Wandlers für die bivalenten Signale, die nach der Erfindung in trivalente Signale umgewandelt werden. In dieser Figur bezeichnet E den Eingangskreis (z. B. Schmidt-Kippschaltung), Pl, Pl, P4, PS, P6 bezeichnen Und-Gatter, Bl bis B5 bistabile Kippschaltungen (z. B. E c c 1 e s s - J ο r d a n), Dl bis D 3 Zweiteiler, d. h. bistabile Kreise, die bei jedem Eingangsimpuls ihren Zustand ändern, Cl bis C4 Differenzierungskondensatoren, P3 bezeichnet ein Oder-Gatter, M einen Ausgangsmischkreis. Die Bezugsziffern 101 bis 122 deuten in F i g. 4 die über den verschiedenen Leitungen auftretenden Signale an. Die Pfeile zeigen die Fortpflanzungsrichtung der Signale. Die Teile, welche keine logische Funktion haben, sind weggelassen.

F i g. 4 zeigt schematisch die in den verschiedenen Kreisen auftretenden Signale der ursprünglichen bivalenten Modulation und den bereits in F i g. 2 angegebenen Ersatz. Das Signal 101 entspricht dem Signal 4 der F i g. 2, und das Signal 122 entspricht dem Signal 6.

Die Anordnung arbeitet wie folgt: Die ursprüngliche, bivalente Modulation 101 mit der Geschwindigkeit IjT und das Taktsignal 102 (Rechtecksignal mit einer Periode T) werden den angegebenen Leitungen zugeführt. Die bivalente Eingangsmodulation wird in zwei Komplementärmodulationen 103 und 104 durch den Kreis E umgewandelt. Diese zwei Modulationen werden in Impulsreihen 106 (1-Elemente) und 107 (0-Elemente) umgewandelt, die mit den Taktimpulsen durch die Gatter Pl und Pl synchronisiert werden, welche auch die Impulse 105 empfangen, die über den Kondensator Cl dem Taktsignal entnommen werden.

Die Gruppen von Impulsen 106 werden auf den ersten Impuls durch die Kippschaltung Bl zurückgebracht, die durch diese Impulse in den Arbeitszustand gebracht wird und in diesem Zustand bleibt, solange sie nicht durch einen Impuls 107 in die Ruhelage geführt wird. Lediglich die Übergänge von der Ruhelage in die Arbeitsläge werden auf die dieser Kippschaltung folgenden Organe übertragen. Die Impulse 106 undlO7 werden andererseits um T/2 (Signale 109 und 110 werden über die Kondensatoren C3 und C4 erhalten) durch die Kippschaltungen Bl und B3 verzögert,

ίο denen sie zugeführt werden und die in die Ruhelage geführt werden durch Impulse 108, die über den Kondensator C2 der anderen Flanke des Taktimpulses abgeleitet werden. Die Impulse 109, die dem Teilungskreis Z)I zugeführt werden, bestimmen die Parität (Signal 111) der Ordnung der 1-Elemente der ursprünglichen Modulation. Die Impulse 107, die dem Teilungskreis Dl zugeführt werden, der andererseits durch die Impulse 109 auf Null gestellt wird, bestimmen die Länge Modulo 2 (Signal 112) der Gruppen von 0-Elementen. (Es wird hier angenommen, daß die niedrigere Spannung von Dl und Dl gleich Null ist.) Das Gatter P2>, das die Ausgänge von Dl und Dl kombiniert, bestimmt (Signal 113), ob die Polaritätsumkehrung durchgeführt werden soll. Das Gatter PA ermöglicht, das Resultat der Berechnung mittels der Impulse 114 zu übertragen, die der Kippschaltung Bl entnommen werden, auf den Teilungskreis D 3 (Signal 115), der die Polarität der nächsten Gruppe von 1-Elementen wählt, welche zu übertragen sind (Signale 116 und 117), indem durch die Gatter P5 und P6 die Impulse 109 und die Kippschaltungen BA oder BS übertragen werden. Diese Kippschaltungen werden auf Null zurückgestellt durch die Impulse 110. Die Ausgangssignale 120 und 121 entgegengesetzter Polarität werden durch einen Kreis M gemischt, wodurch trivalente Signale 122 am Ausgang erhalten werden.

F i g. 5 zeigt mehr detailliert eine Abart der vorhergehenden Ausführungsform. Für die Übertragung einer bivalenten Modulation können zwei Übertragungskanäle durch Fernleitungen benutzt werden. Die zu übertragende Modulation wird in zwei partielle Modulationen der halben Geschwindigkeit aufgeteilt, die empfangsseitig rekombiniert werden, gemäß der französischen Patentschrift 1 330 777. Das nur für einen der Kanäle (X) dargestellte Schaltbild unterscheidet sich von dem vorhergehenden durch die Zwischenschaltung eines Teilungskreises für die Taktimpulse (Halbtaktimpulse) und durch die Änderung der Gatter Pl und Pl in jedem Kanal zur Bildung eines Zweiteilungskreises.

Vier Merkmale dieses Schaltbildes sind von besonderer Bedeutung:

1. Die Bildung eines Differenzierungskreises der Taktsignale durch einen Monovibrator U statt eines Kondensators, wodurch die DiodengatterPl und Pl mit Gleichstrom betätigt werden können;

2. die Verwendung der Vorder- ■ und der Hinterflanken der Impulse dieses Monovibrators, wodurch die trivalente Modulation der halben Geschwindigkeit mit einer Verzögerung gleich T wieder erhalten werden kann;

3. die Anwendung von pnp- oder npn-Transistoren entsprechend der Polarität der Steuerimpulse der Kippschaltungen oder Teilungskreise zur Vereinfachung des Schaltbildes;

4. zur Bildung der trivalenten Ausgangsmodulation die Anwendung der Summe von zwei entgegengesetzten Spannungen und von Kippschaltungen, die mit pnp- bzw. npn-Transistoren versehen sind. Hierdurch ist es möglich, die Nullspannung durch Mischung von zwei Signalen der gesättigten Transistoren zu erzeugen, so daß Abweichungen von diesem Nullwert vermieden werden.

F i g. 6 zeigt den Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten des Schaltbildes der F i g. 5. Die Bezugszeichen entsprechen denen der vorhergehenden Ausführungsform.

Die Wirkungsweise ist folgende: Die ursprüngliche bivalente Modulation 201, gleich den Signalen 4 und 101, mit der Geschwindigkeit 1/Γ und das Taktsignal 202, gleich dem Signal 102, werden auf die angedeuteten Leitungen übertragen. Die Modulation, die vorher auf feste Standarde durch den Abschneider El zurückgebracht ist, wird am Eingang des Kanals X in zwei partielle Modulationen mit der Geschwindigkeit ¹I₂T aufgeteilt (205 bzw. 206) durch »Addition« in den Diodengattern (Und-Gattern) Pl und P 2 der bivalenten Eingangsmodulation, des Halbtaktsignals 203, das durch die Bildung des Taktimpulses an El und Zweiteilung an D 10 erhalten wird, und des Taktsignals, das durch den Monovibrator U differenziert wird, dessen Ausgang einen Emitterfolgetransistor Tl (Signal 204) enthält. Der Ausgangskreis der Gatter Pl und P2 enthält die Transistoren Tl und T3, die als Emitterfolgetransistoren geschaltet sind. Die positiven Vorderflanken der Signale 205 und 206 erreichen die Kippschaltung Bl mit pnp-Transistoren, welche eine Modulation 207 der halben Geschwindigkeit mit einer Verzögerung Γ/2 auf die Eingangsmodulation 201 zurückführen. Die positiven Hinterflanken der Signale 205 und 206 erreichen die Teilungskreise Dl bzw. Dl rnjt den npn-Transistoren, deren Ausgangssignale 208 bzw. 209 die Ordnung Modulo 2 der 1-Elemente und die Länge Modulo 2 der Gruppen von 0-Elementen wiederherstellen. (Die geraden Zahlen werden durch eine positive Polarität und die ungeraden Zahlen durch eine Polarität 0 dargestellt.)

Es sei bemerkt, daß der Teilungskreis Dl durch die Impulse 205 auf Null gestellt wird, so daß seine Ausgangsspannung die Länge Modulo 2 der letzten Gruppe von 0-Elementen darstellt. Diese Signale werden in dem Dioden-Oder-Gatter P 3 addiert. Die Summe am Ausgang des Gatters P 3 ist im allgemeinen nicht Null und entsperrt das Und-Gatter P4 für die Impulse 210, die durch Differenzierung in einem Kreis mit einem Kondensator C5 und einem Widerstand Pv5 + R6 von der Modulation 207 erhalten wird. Das Gatter P4 stellt die negativen Impulse 211 wieder her, welche dem Teilungskreis D3 mit npn-Transistoren zugeführt werden. Bl, Dl, Dl, P3, PA, D3 bilden das Zählorgan, das die Polarität der 1-Elemente der trivalenten Ausgangsmodulation bestimmt. (Ein positives Signal 212 entspricht einer positiven Polarität der , 1-Elemente.)

Die Ausführung der Befehle des Zählorgans erfolgt durch die Und-Gatter P 6 und P 5, die einerseits durch das Signal 212 und dessen Komplement und andererseits durch die negativen Impulse 213 von Bl gesteuert werden, deren Vorderflanke mit der negativen Flanke der Impulse 205 und deren Hinterflanke mit der negativen Flanke der Signale 203 des halben Taktes zusammenfallen. Letztere Flanke dient nach Umkehrung durch den Transistor T5 (Signal 215) zur Steuerung der Kippschaltung BA mit npn-Transistoren für das Signal von P5 und ohne Umkehrung durch den Transistor Γ6 (Emitterfolgetransistor) (Signal 216) zur Steuerung der Kippschaltung B5 mit pnp-Transistoren für die Signale von P6. Die Kippschaltung B3 liefert mittels der Impulse 206 Impulse zur Rückstellung von B5 auf Null (Hinterflanke des Signals 214) und von BA (Hinterflanke eines Signals, das 214 entgegengesetzt ist). Die Flanken der Signale 217 und 218 von BA und B5, die der Mischschaltung M zugeführt werden, werden somit um eine Dauer T in bezug auf die gleichen Flanken der Eingangsmodulation verzögert. Das Signal 219 der Mischschaltung M tritt an dem Ausgang SX der Kodenvorrichtung CX des Kanals X auf. Die Kodenschaltung CY des anderen Kanals Y ist gleich der Kodenschaltung CX und wird nicht weiter beschrieben.
In einer Abart des Schaltbildes nach F i g. 5 wird der Teilungskreis D1 nicht durch das Signal 205, sondern durch das Ausgangssignal des Teilungskreises Dl mit einer der des Signals 208 entgegengesetzten Polarität auf Null rückgestellt. Dieser Teilungskreis wird somit nicht genau auf Null nach einem ge- sonderten 1-Element der Ordnung 1 (Modulo 2) zurückgestellt, aber dies ist nicht wichtig, da das Signal 208 am Ausgang des Teilungskreises D1 in diesem Fall die richtige Wirkung des Gatters P 4 sicherstellt. Die Signale der Wandler nach den F i g. 3 und 5 werden darauf durch ein Filter gemäß den Nyquist-Bedingungen für die Frequenz ¹Z₂T filtriert und den Übertragungsmitteln zugeführt.

Empfangsseitig, wenn keine Fehlerdetektion erwünscht ist, kann jeder Empfänger, der die trivalente Modulation nach den erwähnten Patentschriften umwandeln kann, auch die trivalente Modulation nach der Erfindung ohne Änderung umwandeln, da in jedem Fall die Beziehung +_ 1 gibt 1 und 0 gibt 0 zwischen den Modulationen besteht.

Wenn die Möglichkeiten der Kodierung zur Fehlerdetektion benutzt werden sollen, muß festgestellt werden, ob die trivalente Modulation von dem Empfänger in eine Struktur gemäß der Kode nach dieser Erfindung umgewandelt wird.

1. Also, ob ein +1-Element und ein —1-Element nicht nebeneinander auftreten und in diesem Fall,

2. ob einer Gruppe von +1-Elementen mit einer darauffolgenden ungeraden Zahl von 0-Elementen eine Gruppe von —1-Elementen folgt, oder umgekehrt;

3. ob einer Gruppe von +1-Elementen mit darauffolgender gerader Anzahl von 0-Elementen, je nachdem die Ordnung des letzten Elementes

dieser Gruppe 0 oder 1 (Modulo 2) ist, eine Gruppe von +1-Elementen oder —1-Elementen folgt, und umgekehrt.

Beispielsweise zeigt F i g. 7 das Schaltbild eines Fehlerdetektors im Empfänger, der den vorher beschriebenen Bedingungen entspricht. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird nur die Zurückgewinnung der Signale eines der Kanäle betrachtet (z. B. Kanal X), und nur das Fehlerdetektionssystem ist dargestellt.

Aus diesem Schaltbild ist ersichtlich, daß das Fehlersignal durch Impulse +1 oder —1 dargestellt wird, welche den Fehlerdetektor S über die Gatter erreichen,

welche sie entsperren, wenn das Signal den betreffenden Bedingungen entspricht. Diese Impulse werden nach Trennung der Übertragungskanäle und Demodulation durch Vergleichsvorrichtungen des Rechteckprinzips erhalten, deren Ausgänge mit den Klemmen +1, 0 und —1 verbunden sind. Der Empfang eines Signals +1, 0 oder —1 zeigt sich durch das Auftreten eines Impulses an der entsprechenden Klemme.

In F i g. 7 sind B'l und B'2 Kippschaltungen, die in dem erregten Zustand sind, so daß sie ein kontinuierliches Signal an der Ausgangsklemme liefern, wenn sie einen Impuls (Element +_1) an einem der Eingänge empfangen und bis sie durch einen Impuls (Element 0) an der anderen Eingangsklemme in die Ruhelage gestellt werden. Die Kippschaltung B'3 liefert ein kontinuierliches Signal an einer oder an der anderen ihrer Ausgangsklemmen + und —,jenachdem sie den letzten Impuls an einer oder an der anderen ihrer Eingangsklemmen empfangen hat, die mit den Klemmen +1 bzw. —1 verbunden sind. Die Kippschaltung B' 4 liefert einen Impuls an einer oder an der anderen ihrer Ausgangsklemmen, wenn sie von einem stabilen Zustand auf den anderen übergeht, oder umgekehrt. Die Kippschaltungen B'5 und B'6 liefern einen Impuls, wenn sie von einem der stabilen Zustände in den anderen übergehen. U'l und U'2 sind Monovibratoren, die zur Verzögerung der Einstellung der Kippschaltungen B'l, B'2, B'3 in bezug auf den Zustand von B'5, B'6, B'4 dienen, so daß die Vereinigbarkeit der zwei aufeinanderfolgenden Einstellungen festgestellt werden kann. Pl, P'4, ΡΊ2 und P13 sind Oder-Gatter, während P'2, P'3, P'6, Pl, P'8, P'9, PlO und Pll Und-Gatter sind. D'l und D'2 sind bistabile Teilungskreise, die ihren Zustand bei jedem eintreffenden Impuls ändern und Modulo 2 die Ordnung des letzten eintreffenden Elementes und die Länge der Gruppe von 0-Elementen anzeigen, die gerade empfangen werden. Der Teilungskreis D'2 hat einen Spezialeingang für die Rückstellung auf Null durch das Gatter P13 mittels der Elemente ±1.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird zunächst der Fall beschrieben, in dem eine Reihe von +1-Elementen empfangen wird. In diesem Augenblick speichert die Kippschaltung B'l den Durchgang dieser Reihe und hält das GatterPlO offen, solange kein einziges O-Element empfangen wird.

Wenn eine Reihe von —1-Elementen empfangen wird, ohne daß ein O-Element dazwischen auftritt, ändert sich der Zustand der Kippschaltung B'4, die durch die +1-Elemente eingestellt worden ist und die einen Impuls am Eingang des Gatters PlO liefert, das den Impuls auf die Anzeigevorrichtung S durch das Gatter ΡΊ2 überträgt. (Ein zwischenzeitlich auftretendes O-Element hätte das Gatter PlO geschlossen und diese Übertragung verhütet.)

Wenn eine neue Reihe von +1-Elementen nach einer bestimmten Anzahl von 0-Elementen erhalten wird, wird ein Impuls von der Kippschaltung B'5 am Eingang des Gatters P'8 geliefert. Wenn die Anzahl von 0-Elementen ungerade oder wenn das letzte Element der vorhergehenden Reihe von +1-Elementen ungerade ist, ist dieses Gatter offen.

Mindestens einer der zwei Teilungskreise D'l oder D'2 ist in den ungeraden Zustand (Signal am Ausgang 0 durch die Impulse +1 (über das Gatter Pl) oder die Impulse 0 vor diesen Elementen geführt. Das Gatter P'4 ist dann in seinem singulieren Zustand. Andererseits hat die in dem Zustand + befindliche Kippschaltung P>'3 unter Zusammenwirkung mit P'4 das Gatter P'6 in seinen singulieren Zustand geführt, wodurch P'8 sich geöffnet hat. Der von B'5 stammende Impuls wird über ΡΊ2 auf die Signalisierung übertragen und auf das Gatter Pl zurückgeführt, wodurch der Teilungskreis D'l seinen Zustand ändert. Auf diese Weise wird dieser Teilungskreis wieder gleichphasig gemacht, da unabhängig von der Ursache des Fehlers dieser eine unzeitige Änderung der Parität für die Elemente 1 herbeigeführt hat.

Wenn eine Reihe von —1-Elementen nach einer Reihe von 0-Elementen empfangen wird, ändert die Kippschaltung B'6, die durch diese 0-Elemente eingestellt war, ihren Zustand und liefert einen Impuls am Eingang des Gatters P'9. Wenn die Anzahl der O-Elemente und die Ordnung des letzten Elementes 1 gerade sind, ist dieses Gatter offen. Die Teilungskreise D'l und D'2 sind in dem geraden Zustand (Signal am Ausgangp), und die Kippschaltung P>'3 ist noch im Zustand +, so daß der Ausgang des Gatters P'2 in seinem singulieren Zustand ist, wodurch das Gatter P'9 sich öffnet. Der dem Gatter P'9 entstammende Impuls wirkt wie vorstehend beschrieben.

Wenn statt der Reihe von +1-Elementen eine Reihe von —1-Elementen empfangen wird, wiederholt sich die vorstehende Beschreibung, indem B'l und P>'2, PlO und Pll, P'2 und P'3, P'6 und P'l, P'8 und P'9 umgetauscht werden.

Die Fehlersignale von P12 können außer einem Alarm eine Bitte um Wiederholung auf die Sendestelle übertragen.

Eine partielle Fehlerdetektion, die nur auf die Feststellung der Nichtfortsetzung der Elemente +1 und —1 abzielt, kann leicht dadurch erhalten werden, daß in dem dargestellten Schaltbild nur die Elemente B'l, B'2, B'4, U'l, U'2, PlO und Pll behalten werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Konditionieren binärer Informationen zur Übertragung, bei dem elementmäßig eine zeitliche Reihe von Elementen, die zwei Werte 0 und 1 annehmen können und die zu übertragende Information darstellen, durch eine andere Reihe von Elementen ersetzt wird, die drei verschiedene Werte —1,0 und 1 annehmen können, wobei ein Element 0 jedes Element 0, eine Gruppe entweder von +1-Elementen oder —1-Elementen jede Gruppe von 1-Elementen ersetzen —, wobei Gruppen von 1-Elementen die 1-Elemente und die Reihen von 1-Elementen ohne Zwischenfügung von 0-Elementen genannt werden, wenn diesen 1-Elementen und deren Reihen ein 0-Element unmittel-• bar vorangeht oder folgt — und die Polaritäten der zwei Gruppen, welche aufeinanderfolgende Gruppen von 1-Elementen ersetzen, im allgemeinen entgegengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Polaritäten nicht entgegengesetzt sind, wenn und nur wenn einerseits die Anzahl der die beiden aufeinanderfolgenden Gruppen trennenden 0-Elemente gerade ist und andererseits, wenn gleichzeitig bei Anordnung aller 1-Elemente von einem bestimmten Ursprung in der Reihenfolge des Auftretens die Ordnungsnummer des letzten 1-Elementes der ersten der beiden aufeinanderfolgenden Gruppen eine bestimmte Parität hat.

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2. Wandler zur Umwandlung bivalenter Signale in trivalente Signale zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 im Sender, welcher Wandler einen ersten Teilungskreis, d. h. einen bistabilen Kreis besitzt, der bei jedem Eingangsimpuls seinen Zustand ändert und der Impulse empfängt, die den Gruppen von 1-Elementen entsprechen, wobei in Abhängigkeit von dem Zustand einer oder der andere innere Übertragungsweg dieser Gruppen geöffnet wird, welche zwei Wege ίο diesen Gruppen entgegengesetzte Polarität erteilen, welcher Wandler weiter einen zweiten Teilungskreis enthält, der einen Impuls für jedes zu übertragende O-Element empfängt und der bei jeder Gruppe zu übertragender 1-Elemente auf 0 zurückgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ferner einen dritten Teilungskreis enthält, der einen Impuls für jedes zu übertragende 1-Element empfängt, ein Gatter des Oder-Typs, das durch den erwähnten zweiten und dritten Teilungskreis gesteuert wird, und ein Und-Gatter, das durch das erwähnte Oder-Gatter gesteuert wird und das an dem erwähnten ersten Teilungskreis den Empfang der Impulse steuert, die den Gruppen von 1-Elementen entsprechen.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Monovibrator enthält, der die Synchronisiersignale der übertragenen Information erhält und Rechteckimpulse mit einer kürzeren Dauer als ein Impuls dieser Information liefert, wobei der zweite und dritte Teilungskreis durch die einzigen Hinterflanken dieser Rechteckimpulse gesteuert werden (welche Rechteckimpulse 0- und 1-Elemente darstellen), während die den Gruppen der zu übertragenden 1-Elementen entsprechenden Impulse mit den Vorderflanken dieser Rechteckimpulse zusammenfallen.

4. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei symmetrische Kippschaltungen mit pnp- bzw. npn-Transistoren enthält, die durch Spannungen entgegengesetzter Polarität gespeist werden und die symmetrisch durch Impulse gesteuert werden, die über einen ersten Eingang jeder dieser zwei Kippschaltungen auftreten am Anfang der zu übertragenden 1-Elemente, die positiv für eine und negativ für die andere Kippschaltung sind, und an dem zweiten Eingang jeder dieser Kippschaltungen am Anfang der zu übertragenden O-Elemente das vollständige zu übertragende Signal auftritt, das durch Mischung der Ausgangssignale dieser zwei Kippschaltungen erhalten wird.

5. Fehlerdetektor beim Empfang der Information nach dem Verfahren nach Anspruch 1, welcher Detektor drei Leitungen enthält, denen Impulse zugeführt werden, die die +1-, 0- und — 1-Elemente zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens drei Kippschaltungen mit zwei Eingängen zwischen diesen Leitungen paarweise enthält, ein erstes Gatter des Oder-Typs, das die Impulse +1 und —1 erhält und einen Teilungskreis steuert, einen zweiten Teilungskreis, der die Impulse 0 empfängt und in die Ruhelage durch die Impulse +1 und —1 gestellt wird, ein zweites Oder-Gatter, dessen zwei Eingänge mit dem Ausgang der zwei Teilungskreise verbunden sind χ\ηά einer ungeraden Anzahl empfangener Impulse anspricht und eine Mehrheit von Und-Gattern, welche die Übertragung der von den vorerwähnten Organen erhaltenen Impulse auf den Ausgang des Detektors steuern.

6. Fehlerdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Oder-Gatter einen dritten Eingang besitzt, der mit den Eingängen eines dritten Oder-Gatters verbunden ist, dem die Ausgangsimpulse des Detektors zugeführt werden, deren Übertragung von dem Zustand der Teilungskreise abhängt, wobei der andere Eingang des dritten Gatters die anderen Ausgangsimpulse empfängt, wobei der Ausgang dieses Gatters den Ausgang des Detektors bildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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