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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umsetzung von Analogsignalen
in pulscodemodulierte Signale, die mit einer Regeleinrichtung zur selbsttätigen
Einstellung des Nullwertes des Analogsignals auf die Mitte des Codierbereiches versehen
ist unter Verwendung eines Ladekondensators, dessen Spannung als Regelspannung dient.
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Bei der Nachrichtenübertragung mittels Funk oder auf Kabeln wird vielfach
von der Pulscodemodulation Gebrauch gemacht, die wenig störanfällig ist und außerdem
eine einfache Regenerierung der Impulse längs der llbertragungsstrecke ermöglicht.
Zur Durchführung einer Pulscodemodulation wird das übertragene kontinuierliche Eingangssignal
in einem ersten Schritt mit Hilfe einer Abtasteinrichtung in ein pulsamplitudenmoduliertes
Signal umgesetzt, das anschließend einem das pulsamplitudenmodulierte Signal in
ein pulsdauermoduliertes Signal umformenden Pulsmodulationswandler zugeführt wird.
Hieraus kann dann in verhältnismäßig einfacher Weise ein pulscodemoduliertes Signal
erzeugt werden. Die Pulscodemodulation erfordert dabei eine Unterteilung der Amplitude
des zu übertragenden Wechselstromsignals in einzelne Stufen (Quantisierung).
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Bei jeder Umsetzung eines Analogsignals in ein PCM-Signal muß der
Mittelwert aller Analogeingangswerte, der dem Signal »Null« entspricht, der Mitte
des Bereiches der Amplitudenstufen, die durch Binärzahlen ausgedrückt werden, zugeordnet
sein.
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Durch die französische Patentschrift 1366 812 ist ein Pulscodemodulationssystem
mit beispielsweise 24 Kanälen bekannt, bei dem in einem 25. Zeitabschnitt ein Eichsignal
codiert wird, das dem Mittelwert der Kanalsignale, also dem Signal »Null« entspricht,
das immer nur durch eine der beiden Amplitudenstufen 2"-1 oder 2"-1-1 wiedergegeben
wird.
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Von den Codeelementen (Bit), die bei der Codierung dieses Signals
»Null« entstehen, wird nur das mit der höchsten Wertigkeit, beispielsweise 26 herangezogen,
um das Signal »Null« der Mitte des Bereichs der Amplitudenstufen zuzuordnen. Das
Codeelement mit der höchsten Wertigkeit weist nämlich in der unteren Hälfte des
Codebereiches den Zustand »Null« und in der oberen Hälfte den Zustand »L« auf.
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Einmal pro Pulsrahmen wird der Zustand des Elementes mit der höchsten
Wertigkeit dieses codierten Eichsignals ermittelt und ein Ladekondensator entweder
geladen oder entladen, wodurch eine Art Integration erfolgt. Der Ladekondensator
erhält von jedem Codeelement, das ein »L« darstellt, eine Ladung einer Polarität
und von jedem Codeelement, das eine »Null« darstellt, eine Ladung der entgegengesetzten
Polarität.-Die Zuordnung des Signals »Null« zur Mitte des Bereiches der Amplitudenstufen
erfolgt durch eine Regeleinrichtung, deren Regelspannung diese Kondensatorspannung
ist. Die Regelspannung kann den Wechselspannungen als Gleichspannungsmittelwert
unterlagert werden oder sie kann zu dem pulsamplitudenmodulierten Impuls addiert
werden. Ist der Codierer in Betrieb, so ändert sich die Regelspannung je nach dem
Zustand des Codeelementes höchster Wertigkeit. Sie ändert sich dabei nach e-Funktionen,
da der Kondensator über Widerstände geladen und entladen wird. Dies hat zur Folge,
daß, je nachdem, wie oft gleiche Zustände des Codeelementes höchster Wertigkeit-
einander -folgen, die Spannungsänderung pro Zeiteinheit verschieden ist, was zu
einem unbefriedigenden Ergebnis der Regelung führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der einleitend
beschriebenen Art zu realisieren, bei der für die Regelung kein zusätzlicher Zeitabschnitt
im Pulsrahmen erforderlich ist und bei der die Regelung gegenüber der des bekannten
Systems verbessert ist.
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Die Aufgabe wird- bei einer Einrichtung zur Umsetzung von Analogsignalen
in pulscodemodulierte Signale, die mit einer Regeleinrichtung zur selbsttätigen
Einstellung des Nullwertes des Analogsignals auf die Mitte des Codierbereiches versehen
ist unter Verwendung eines Ladekondensators, dessen Spannung als Regelspannung dient,
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Ladekondensator vorgesehen ist, der der
der Realisierung des Codeelementes mit der höchsten Wertigkeit dienenden Codiererkippstufe
zugeordnet ist, daß eine Lade- und Entladeeinrichtung für diesen Ladekondensator
vorgesehen ist, die mittels gleich großer eingeprägter Ströme den Ladekondensator
je nach der Schaltstellung der Codiererkippstufe linear auflädt oder entlädt, und
daß die Regelspannung dem über der Zeit gemittelten Verhältnis von allen der beiden
möglichen Schaltstellungen dieser Codiererkippstufe entspricht.
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Für die praktische Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist es vorteilhaft,
wenn eine nur während des Anliegens eines Takthripülses arbeitende Lade- und Entladeeinrichtung
vorgesehen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine der
Erzeugung eingeprägter Ströme dienende Transistorschaltung vorgesehen ist.
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An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
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Die F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Anordnung
enthält eine Kippstufe K mit inversen Eingängen E und E und inversen Ausgängen
A und Ä, Und-Gatter U1 und U2, einen Takteingang c, Generatoren G
1 und G 2 zur Erzeugung eingeprägter Ströme, eine Schalteinrichtung S zur Ein- und
Ausschaltung dieser Generatoren, einen Kondensator C und einen Ausgang f.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Kippstufe K ist
dem Codeelement höchster Wertigkeit zugeordnet und weist an ihrem Ausgang A dementsprechend
entweder einen Binärzustand »L« oder »0« auf. Zu einem Zeitpunkt, in dem die Kippstufe
K sicher ihre Sollage erreicht hat, erscheint am Takteingang c ein Taktimpuls und
das Und-Gatter U1, an dem beispielsweise der Binärzustand »L« anliegt, steuert die
Schalteinrichtung S an, die ihrerseits den Generator G1 einschaltet. Der Generator
G 1 erzeugt den eingeprägten Strom 11, der den Kondensator C linear auflädt. Liegt
am Ausgang Ä der Kippstufe K ein Binärzustand »L«, so steuert das Und-Gatter U2
die Schalteinrichtung S an, die ihrerseits den Generator G2 einschaltet, der den
eingeprägten Strom 12 erzeugt, der den Kondensator C linear auflädt. 11 und
12 sind gleich groß gewählt. Die Kondensatorspannung UR steht am Ausgang
f als Regelspannung zur Verfügung. Die Regelspannung ändert sich erst dann nicht
mehr, wenn das Codeelement mit der höchsten Wertigkeit gleich oft »L« und »0« ist.
Da sich die Regelspannung über
der Zeit linear ändert, ist eine
optimale Regelung gegeben.
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Die F i g. 2 zeigt eine Anordnung nach der F i g. 1, bei der ein Beispiel
einer Schalteinrichtung S und der Generatoren G1 und G2 näher erläutert ist. Die
Schalteinrichtung S und die Generatoren G 1 und G 2 enthalten ein Negationsglied
N, Oder-Gatter O 1 und O 2, Transistoren T 1, T 2 und T 3,
Widerstände R 1, R2, R3, R 4 und Spannungsversorgungsanschlüsse
UB, und UB 2. Das aus den Und-Gattern U 1 und U2, dem
Negationsglied N und den Oder-Gattern 01, 02 gebildete Netzwerk
hat Eingänge a und b,
einen Takteingang c und Ausgänge d und e.
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Die Wirkungsweise dieses Netzwerkes zeigt die F i g. 3. über der Zeit
t ist der Spannungsverlauf an den Klemmen a, b, c, d und e dargestellt. Liegt
an den Klemmen a und c ein Binärzustand »L« an, so liegt am Ausgang e der Binärzustand
»0« an. Liegt dagegen am Eingang a der Binärzustand »0« und am Takteingang c der
Binärzustand »L« an, so liegt am Ausgang d der Binärzustand »0« an. Die Versorgungsspannung
UB 1 und UB 2 sind so gewählt, daß der Transistor T
1 leitend ist, wenn an der Klemme d der Binärzustand »0« anliegt, und daß
der Transistor T 2 leitend ist, wenn an der Klemme e der Binärzustand »0« anliegt.
Ist der Transistor T2 leitend, so wird der Kondensator C mit dem eingeprägten
Strom 12 entladen. Wird dagegen der Transistor T1 leitend, so sinkt die Basisspannung
des Transistors T3. Dadurch wird der Transistor T 3 leitend, und der Kondensator
C wird mit dem eingeprägten Strom I1 linear aufgeladen. Im Gegensatz zu den Transistoren
T 1 und T 2 ist der Transistor T 3 ein
pnp-Transistor.