DE1276696B - Schaltungsanordnung zur Regeneration des Gleichspannungspegels von impulsfoermigen bipolaren Signalen bei der Datenuebertragung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-36/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 76 696.0-31 (T 28184)

16. März 1965

5. September 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regeneration des Gleichspannungspegels von impulsförmigen bipolaren Signalen bei der Datenübertragung, bestehend aus einem Begrenzungsverstärker, von dessen Ausgang ein Rückkopplungssignal, welches von der Polarität des empfangenen Impulses abhängig ist, über ein Tiefpaßfilter auf eine Summierschaltung gleichzeitig mit dem ankommenden Impuls gegeben wird.

Bei der Datenübertragung bipolarer Impulse wird eine Information durch positive und negative Impulse dargestellt, wobei das Spektrum des Signals ein bestimmtes Frequenzband einnimmt. Bei gewissen Systemen ist die Breite des Frequenzbandes begrenzt, so daß das demodulierte Signal keine Gleichstromkomponente hat. Um die Gleichstromkomponente wiederherzustellen, wird eine Regenerationsanordnung für Niederfrequenz verwendet. Eine solche bekannte Regenerationsanordnung umfaßt eine Summierschaltung, einen Begrenzungsverstärker und ein Tiefpaßfilter. Das Ausgangssignal vom Ausgang des Begrenzungsverstärkers wird über das Tiefpaßfilter zurück auf die Summierschaltung gegeben, wo es zum ankommenden Signal addiert wird und eine Regeneration der ursprünglichen Gleichspannungskomponente bewirkt. Bei der Unterbrechung der Signale nimmt die Regenerationsanordnung zwei mögliche stabile Zustände in Abhängigkeit von dem Wert ein, den die Ausgangsspannung des Begrenzungsverstärkers vor der Unterbrechung hatte. Dadurch kann, wenn das Signal erneut auftritt, die Signalamplitude nicht ausreichend groß sein, um mit Bestimmtheit über die Nullschwelle hinauszugehen.

Dieser Nachteil wird mit Hilfe der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ausgeschlossen, die es erlaubt, daß das nach einer Unterbrechung ankommende Signal unabhängig von dem Spannungspegel des Regenerationssignals ist. Im einzelnen geschieht dies bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dadurch, daß die Pegelregenerationsanordnung ein über einen Polaritätsdetektor an den Ausgang angeschlossenes und durch Polaritätswechsel auf einen Anfangszustand zurückstellbares Zeitglied ein Dämpfungsglied, welches in den Pfad des Rückkopplungssignals zwischen dem Tiefpaßfilter und der Summierschaltung eingefügt ist, und eine zweite Summierschaltung enthält, die mit einem Eingang und ihrem Ausgang zwischen der erstgenannten Summierschaltung und dem Begrenzungsverstärker liegt und mit dem anderen Eingang an das Dämpfungsglied über ein Hochpaßfilter und einen Umschalter angeschlossen ist.

Schaltungsanordnung zur Regeneration des
Gleichspannungspegels von impulsförmigen
bipolaren Signalen bei der Datenübertragung

Anmelder:

Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,

Patentanwälte,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:

Sigurd Pareli Danielsen, Bandhagen;

Eidar Hermann Johnson, Farsta;

Walter Herbert Erwin Widl, Bandhagen

(Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 14. Mai 1964 (5888)

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Pegelregenerationsanordnung;

Fig. 2a bis 2e zeigen den Regelvorgang in einer herkömmlichen Pegelregenerationsanordnung;

F i g. 3 a bis 3 f zeigen den Regelvorgang, der mit Hilfe der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung erzielt wird;

F i g. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Pegelstabilisators gemäß der Erfindung, und

F i g. 5 zeigt eine Schaltung des Pegelstabilisators gemäß der Fig. 4.

F i g. 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms eine Pegelregenerationsanordnung der herkömmlichen Art, die aus einem Tiefpaßfilter F, einer Summierschaltung S und einem Begrenzungsverstärker B besteht. Das ankommende Signal U_ein wird auf die Sumleerschaltung S und durch diese auf den Begrenzungsverstärker B gegeben, dessen Ausgangssignal U_aus zurück über das Filter F auf die Summier-

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schaltung S gegeben wird. Der Vorgang wird aus den der Änderung des Zustandes geändert. Das Signal 173

F i g. 2 a bis 2 e deutlich. F i g. 2 a zeigt das Ursprung- wird auf die Summierschaltung S und auf eine zweite

liehe Signal U₀, welches auf der Senderseite erzeugt Summierschaltung Z über ein Hochpaßfilter HP, einen

wird, und Fig. 2b zeigt das empfangene Signal U_ein, Verstärker.4 und einen Umschalter PV gegeben. Die

welches keine Gleichstromkomponente enthält. 5 Zeitkonstante des Hochpaßfilters HP ist so gewählt,

F ig. 2 c zeigt die Kompensationsspannung U 3, die daßsie in etwa der Zeitkonstanten des Tiefpaßfilters F

dadurch erhalten wird, daß das Ausgangssignal vom entspricht.

Begrenzungsverstärker auf das Tiefpaßfilter F gege- Die Funktion der Anordnung geht aus den ben wird. Infolge der Zeitkonstanten des Filters F i g. 3 c bis 3 f hervor. Die F i g. 3 c zeigt den Zeitwird die Kompensationsspannung als Funktion der io verlauf der Ausgangsspannung Z73 des Dämpfungs-Zeit ansteigen, so daß bei geeigneter Dimensionie- gliedesD. Es wird angenommen, daß zum Zeitrung des Filters diese Spannung den Amplituden- punktir, der etwas später als der Zeitpunkt in einabfall kompensieren kann, der in Fig. 2b angezeigt tritt, zu dem die Zeitperiode des Ladens der Intewird. Fig. 2d zeigt die Ausgangsspannung t/l, die grierschaltung / geendet hat, die bistabile Schaltung V vom Ausgang der Summierschaltung erhalten wird, 15 geschaltet wurde und der Wert des Signals Z73 abwobei diese Ausgangsspannung die Summe der Korn- rupt abgenommen hat. Das zum Zeitpunkt ta erscheipensationsspannung J73 vom Filter und des Ein- nende Datensignal bewirkt eine Änderung der Pogangssignals U_ein ist. Wie aus der Fig. 2d hervor- larität zum Zeitpunkt to, wenn, wie es aus dem Diageht, zeigt das erhaltene Signal 171 eine gute Ahn- gramm hervorgeht, die Amplitude des Signals 173 lichkeit mit dem ursprünglichen Signal U₀. Fig. 2e ₂₀ (vgl. Fig. 3c) schon auf einen Wert abgesunken ist, zeigt die Spannung]U_ms, die vom Ausgang des Be- . welcher vorher (vgl. Fig. 3b) eine Änderung der grenzungsverstärkers erhalten wird und auf das Filter Polarität verhindert hat. Hierdurch wird der Polarigegeben wird. Von dieser Spannung wird die Korn- tätsdetektor N, welcher die bistabile Schaltung V in pensationsspannung gemäß Fig. 2c erhalten, wenn den O-Zustand stellt, beeinflußt, wobei die bistabile sie auf das Filter gegeben wurde. Bei einer längeren _ag Schaltung wiederum die Einstellung des Dämpfungs-Unterbrechung erreicht das Kompensationssignal sei- gliedes D so ändert, daß die Spannung U 3 abrupt nen Maximalpegel U 3, welcher positiv oder negativ _zu einem Zeitpunkt to + At ansteigt. Die Spannung in Abhängigkeit vom zuletzt erhaltenen Signal sein f/3 steigt in positiver Richtung an, wie es aus Fig. 3 c kann. Dadurch entsteht die Schwierigkeit, daß, wenn hervorgeht, während die Ausgangsspannung U 4 vom ein Signal nach der Unterbrechung ankommt, es ge- _3o UmschalterPV negativ wird, wie die Fig. 3d zeigt, schehen kann, daß der Begrenzer durch das Signal jy_ie. regenerierte Spannung Z72 wird dadurch erhalnicht beeinflußt wird,- da das letztere nicht über die ten, daß zur ankommenden Spannung U_ein neben der Nullschwelle hinübergeht. Dieser Zustand erscheint Spannung C73 auch die umgekehrte Spannung U 4 in den F i g. 3 a und 3b, wobei F i g. 3 a das ankom- addiert wird. Die Spannung U 2 = ü_ein + Ü3 + U4 mende Signal und Fig. 3b ein Signal zeigt, welches ₃₅ wird in Fig. 3e gezeigt.

aus der Addition des ankommenden Signals und der Durch eine geeignete Dimensionierung des Hoch-Kompensationsspannung Ü3 entsteht, die nach einer paßfilters HP und des Verstärkers A ist es möglich, längeren Unterbrechung eingestellt war. Wenn dieses fü_r die Signalelemente, die nach einer Polaritäts-Summensignal auf den Eingang des Begrenzungsver- änderung ankommen und die gemäß dem Beispiel stärkers gegeben wird, wird dieser nicht durch die ₄₀ negativ sind, eine etwa konstante negative Spannung negativen Signale U_ein~beeinflußt, da sich das Sum- ^ erzeugen, welche etwa gleich U3 ist, wie es in mensignal während der ganzen Zeit oberhalb des F i g. 3 e gezeigt ist. Mit anderen Worten, man erhält Nullpegels bewegt, wie es aus Fig. 3b hervorgeht. eine Kurvenform, welche im wesentlichen der ur-Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Pegelregene- sprünglichen Signalform entspricht. Dadurch wird rationsanordnung, dieinit einem Pegelstabilisator NS ₄₅ der Nachteil beseitigt, welcher in Fig. 3b gezeigt gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, um die in Ver- wird, daß das Signal oberhalb der NuUinie festgehalbindungmitdenFig. 3 a und 3 b geschilderten Nach- ten wird. Fig. 3f zeigt den Zeitverlauf der Polariteile auszuschließen. Wie die Fig. 2a zeigt, ergibt tätsänderungen am Ausgang des Begrenzungsverstäreine Änderung des Zeichens von 1-^-0 und von kersS.

O -> 1 eine Änderung der Polarität im Datensignal. 50 Gemäß der Ausführungsform der F i g. 4 wird der

Für jede Änderung des Zeichens wird in dem Polari- Korrekturvorgang begonnen, wenn keine Änderung

tätsdetektor N ein Impuls erzeugt, welcher auf eine des Zeichens eintritt. Als ein Kriterium für eine Un-

Integrierschaltung/ gegeben wird und diese entlädt. terbrechung kann selbstverständlich auch das Fehlen

Die Integrierschaltung / ist so dimensioniert, daß sie einer Pilotfrequenz oder eines Tonfrequenzdaten-

nach einer bestimmten Zeitperiode aufgeladen ist 55 signals gelten, wobei der Polaritätsdetektor durch

und an ihrem Ausgang eine Spannung erzeugt, welche einen Pilot- oder Signaldetektor ersetzt werden kann,

eine bistabile Schaltung V in den !!-Zustand stellt, ohne dadurch auf irgendeine Weise die Grundidee

wenn während dieses Zeitraumes keine Impulse vom der Erfindung zu ändern.

Polaritätsdelektor wegen einer Unterbrechung der In F i g. 5 wird eine praktische Ausführungsform Signalübertragung erhalten wurden. Zwischen dem 60 des Pegelstabilisators NS gemäß der Erfindung ge-TiefpaßfilterF und der Summierschaltung S liegt ein zeigt, wobei die herkömmlichen Einrichtungen, wie Dämpfungsglied, welches durch den Zustand der bi- der Begrenzungsverstärkers, das TiefpaßfilterF und stabilen Schaltung V derart beeinflußt wird, daß es der Polaritätsdetektor N durch Blockzeichen angeeine niedrige Dämpfung aufweist, wenn die bistabile geben werden. Die Integrierschaltung / besteht im Schaltung sich im O-Zustand befindet, und eine hohe 65 wesentlichen aus einer Kapazität C 2, die mit einem Dämpfung hat, wenn sich die bistabile Schaltung im Widerstand R 4 in Reihe liegt und über diesen ge-1-Zustand befindet. Die Ausgangsspannung [73 vom laden wird. Der Nullstellungsimpuls vom Polaritäts-Ausgang des Dämpfungsgliedes wird abrupt in Folge detektor N bewirkt eine Aktivierung eines Transistors

T3j dessen Kollektor mit dem Verbindungspunkt der Kapazität C 2 und des Widerstandes R 4 verbunden ist. Infolgedessen wird der Integrator entladen, und das Laden beginnt erneut über den Widerstand R 4. Wenn andererseits die Kapazität C 2 in solchem Maße aufgeladen wurde, daß die Spannung einen bestimmten Wert überschreitet, wird ein Schmitt-Trigger V herkömmlichen Typs umgeschaltet, wodurch ein Relais Wl erregt wird. Die Primärwicklung eines Übertragers Tr wird hierdurch parallel zum Ausgang des Tiefpaßfilters F gelegt, und eine Dämpfung entsteht, die die Ausgangsspannung 1/3 des Filters F verringert. Der Übertrager Tr erfüllt gleichzeitig die Aufgabe des Hochpaßfilters HF, des Spannungsverstärkers A und des Umschalters PV in F i g. 4. Dies geschieht derart, daß, wenn der Integrator/ erneut auf Null gestellt ist, das Relais Wl abfällt, wodurch in der Sekundärwicklung des Übertragers Tr eine Spannung U 4 entsteht, deren Richtung zur Richtung der Spannung t/3 entgegengesetzt ao ist. Am Ausgang des Begrenzungsverstärkers B wird demnach eine Spannung t/2 = U_ein + t/3 + t/4 erhalten, wie es in Fig. 3e gezeigt ist. Das Relais Wl kann selbstverständlich durch eine andere willkürliche Schaltung mit entsprechender Funktion ersetzt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Regeneration des Gleichspannungspegels von impulsförmigen bipolaren Signalen bei der Datenübertragung, bestehend aus einem Begrenzungsverstärker, von dessen Ausgang ein Rückkopplungssignal, welches von der Polarität des empfangenen Impulses abhängig ist, über ein Tiefpaßfilter auf eine Summierschaltung gleichzeitig mit dem ankommenden Impuls gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelregenerationsanordnung ein über einen Polaritätsdetektor (N) an den Ausgang angeschlossenes und durch Polaritätswechsel auf einen Anfangszustand zurückstellbares Zeitglied (/, V), ein Dämpfungsglied (D), welches in den Pfad des Rückkopplungssignals zwischen dem Tiefpaßfilter (F) und der Summierschaltung (S) eingefügt ist, und eine zweite Summierschaltung (Z) enthält, die mit einem Eingang und ihrem Ausgang zwischen der erstgenannten Summierschaltung (S) und dem Begrenzungsverstärker (S) liegt und mit dem anderen Eingang an das Dämpfungsglied (D) über ein Hochpaßfilter (HP) und einen Umschalter (PV) angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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