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Die Erfindung betrifft einen Empfänger für einen Synchronisierkode,
insbesondere für Puls-Kode-Modulationssysteme.
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In Puls-Kode-Modulations- und in anderen Systemen ist es im allgemeinen
notwendig, das als Synchronisierkode mit einer bestimmten Anzahl von Binärzeichen
und mit einem bestimmten Impulsraster übertragene Synchronisierzeichen als solches
zu erkennen.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1115 297 ist eine als Synchronisierkodeempfänger
verwendbare Anordnung mit einem Schieberegister mit einer im Vergleich zur Anzahl
der Binärstellen des Synchronisierkodes kleinen Zahl von Stufen bekannt. Dabei besteht
der Synchronisierkode aus einem periodisch sich wiederholenden Vorbereitungssignal
vorgegebener Mindestdauer und einem daran anschließenden Auslösesignal mit wenigen
Binärstellen. Die Anzahl der Stufen des Schieberegisters ist dabei gleich der Anzahl
der Binärstellen des Auslösesignals. Die Anordnung soll ein als Synchronisierzeichen
dienendes Ausgangssignal nur dann abgeben, wenn dem Auslösesignal das Vorbereitungssignal
mit einer Mindestlauer vorhergegangen ist. Dies soll durch eine die Anzahl der Perioden
des Vorbereitungssignals abzählende Zählkette sichergestellt werden, die ihre Endstellung
erreicht haben muß, damit ein Ausgangssignal abgegeben -werden kann. Bei dem als
Beispiel beschriebenen Verfahren ist die Möglichkeit, daß der Zähler infolge zufällig
auftretender Zeichengruppen weitergeschaltet wird, dabei auch in seine Endstellung
gelangt und die Anordnung- schließlich zu einem falschen Zeitpunkt ein Synchronisierzeichen
abgibt, verhältnismäßig groß. Vermutlich um diese Wahrscheinlichkeit herabzusetzen,
wird im Beispiel ein sehr langes Vorbereitungssignal mit 32 Binärstellen vorgeschlagen.
Dies bedeutet jedoch sehr lange Synchronisierzeiten mit verhältnismäßig seltenen
Synchronisierzeichen, wobei noch immer zu falschen Zeiten Zeichen als Synchronisierzeichen
ausgewertet werden können. Da -zweckmäßig die Anzahl der Binärzeichen eines Synchronisierkodes
größer sein soll als die Anzahl der Kanäle eines Pulsrahmens, eignet sich das Verfahren
nur für Systeme mit größerer Kanalzahl. Ferner ist ein falsches Synchroni-Bierzeichen
störender als ein fehlendes. Schließlich ist der Aufwand des bekannten Synchronisierzeichenempfängers
vergleichsweise noch immer hoch. Darüber hinaus unterscheidet sich das -in der deutschen
Auslegeschrift 1115 297 beschriebene Verfahren bezüglich der Kennzeichen der Ansprüche
in allen Punkten vom Gegenstand der Erfindung.
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Die genannten Nachteile vermeidet das Verfahren und die Anordnung
einer Empfangseinrichtung für einen Synchronisierkade, insbesondere für Pnls-Köde-Modulationssysteme,
in der die empfangenen Digitalzeichen in ein Schieberegister eingespeichert werden,
dessen Stufenzahl klein ist im Vergleich zur Anzahl der Schritte des Synchronisierkodes,
in der die in das Schieberegister eingespeicherten Zeichen durch örtlich erzeugte
Taktimpulse weitergeschoben werden, wobei das Schieberegister bei einem einlaufenden
Synchronisierkode in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten verschiedene Teile des
Synchronisierkodes enthält, in der Einrichtungen vorgesehen sind, die als Kodedetektoren
bestimmte, im Schieberegister gespeicherte Zeichengruppen erkennen. Die Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten einer aus wenigen Zeichen bestehenden,
den Beginn des Synchronisierkodes kennzeichnenden Zeichengruppe ein an sich bekannter
Zähler die Takte während eines nachfolgenden Zeitraumes zählt, in dem der Synchronisierkode
aus einer Folge periodisch wiederkehrender Zeichengruppen vorgegebener Periodenzahl
besteht und beim Erreichen einer bestimmten Zählstellung, die erkennen läßt, daß
ein vollständiger Synchronisierkode empfangen wurde, ein Ausgangssignal abgibt,
und daß während des Zählvorganges beim Auftreten einer Zeichengruppe, die nicht
Teil des Synchronisierkodes ist, der Zähler in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt
wird.
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Jeder Kodedetektor kann Zeichengruppen mit ebensoviel Zeichenschritten
erkennen, wie in das Schieberegister eingespeichert sind. Die Anzahl seiner Eingänge
ist daher ebenso groß wie die Anzahl der Stufen des Schieberegisters. Die Anzahl
der Kodedetektoren ist gleich der Anzahl der möglichen Zeichengruppen und damit
abhängig von der Anzahl der Stufen des Schieberegisters und vom verwendeten Synchronisierkode.
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Dieselben Taktimpulse; die zum Verschieben der im Schieberegister
eingespeicherten Informationen dienen, werden zweckmäßig auch zum Weiterschalten
des Zählers verwendet.
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Eine durch den Kodedetektor für das Erkennen der ersten richtigen,
den Beginn des Synchronisierkodes kennzeichnenden Zeichengruppe gesteuerte Einrichtung
bewirkt das Anlaufen des Zählers, beispielsweise durch das öffnen einer Torschaltung
zwischen dem Taktimpulsgeber und dem Zähler. Der Zähler wird in seine Ausgangsstellung
zurückgesetzt, sobald einer der Kodedetektoren eine Zeichengruppe feststellt, die
nicht Teil des Synchronisierkodes ist.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Empfängers für Synchronisierkodes
ist der Ausgang des Detektors zum Erkennen der ersten richtigen, den Beginn des
Synchronisierkodes kennzeichnenden Zeichengruppe verbunden mit dem Eingang einer
bistabilen Kippschaltung, die in ihrem zweiten Schaltzustand die genannte Torschaltung
öffnet. Die Ausgänge aller Kodedetektoren sind mit einer logischen Schaltung verbunden,
die nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn keiner der Kodedetektoren ein Ausgangssignal
abgibt. Ihr Ausgang ist verbunden sowohl mit dem zweiten Eingang der bistabilen
Kippschaltung, wobei das Ausgangssignal der logischen Schaltung die Kippschaltung
in ihren ersten Schaltzustand zurücksetzt und dadurch die Torschaltung schließt,
als auch mit dem Setzeingang des Zählers, wobei das Ausgangssignal der logischen
Schaltung diesen auf die Zählstellung Null zurücksetzt.
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Bei einem Synchronisierkode mit beispielsweise der- Form 1101010101010101
kann das Schieberegister dreistufig sein, und es sind dazu drei Kodedetektoren vorgesehen,
von denen der erste die Zeichengruppe 1-1-0, der zweite die Gruppe 1-0-1 und der
dritte die Gruppe 0-1-0 erkennt.
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Die Kodedetektoren sind ebenfalls logische Schaltungen und können
in diesem Falle beispielsweise UND-NICHT-Schaltungen sein. Dann ist auch die ihnen
nachgeschaltete logische Schaltung eine UND-NICHT-Schaltung. Werden als Kodedetektoren
UND-Schaltungen verwendet, so ist die ihnen nachgeschaltete logische Schaltung eine
ODER-NICHT-Schaltung.
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In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung
eines
Empfängers für Synchronisierkodes, ebenfalls für einen Kode der Form 1101,010101010101,
ist das Schieberegister zweistufig, und es sind dazu nur zwei Kodedetektoren vorgesehen,
von denen der erste die Zeichengruppe 1-1 und der zweite die Gruppe 0-0 erkennt.
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Der Ausgang des ersten Kodedetektors ist verbunden mit einem Eingang
der bistabilen Kippschaltung, die nach ihrer Umschaltung durch ihr Ausgangssignal
die Torschaltung zwischen dem Taktimpulsgeber und dem Zähler öffnet und mit einem
Eingang einer logischen, beispielsweise einer ODER-Schaltung. Der Ausgang des zweiten
Kodedetektors ist verbunden mit dem zweiten Eingang der bistabilen Kippschaltung,
wobei ein Ausgangssignal des zweiten Kodedetektors die Kippschaltung zurückschaltet
und damit die Torschaltung schließt, und mit dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung.
Der Ausgang der ODER-Schaltung ist mit dem Setzeingang des Zählers verbunden, so
daß ein Signal an einem beliebigen Eingang der ODER-Schaltung den Zähler in seine
Anfangsstellung zurücksetzt. In diesem Falle werden als Kodedetektoren UND-Schaltungen
verwendet. Es können jedoch auch in dieser Ausführung für die Kodedetektoren und
für die diesen nachgeschaltete logische Schaltung UND-NICHT-Schaltungen verwendet
werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Übersichtsschaltplänen
näher erläutert. Die F i g. 1 und 2 zeigen jeweils eines der genannten Ausführungsbeispiele
für den Empfang eines Synchronisierkodes der Form 1101010101010101.
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Die erfindungsgemäße Ausführung eines Synchronisierkodeempfängers
nach F i g. 1 enthält ein dreistufiges Schieberegister 1, das seine Verschiebeimpulse
von einem Taktimpulsgeber 2 erhält. Die Taktimpulse gelangen außerdem zu einer Torschaltung
3, vorzugsweise einer UND-Schaltung, und, wenn diese geöffnet ist, weiter zum Zähler
4 und schalten diesen weiter.
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Die Zählkapazität des Zählers ist um die Zahl der Stufen des Schieberegisters
kleiner als die Zahl der Schritte des Synchronisierkodes. Im vorliegenden Beispiel
hat daher der Zähler eine Zählkapazität von 13.
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Der Zähler gibt in seiner Endstellung ein Ausgangssignal ab und kann
über einen Setzeingang in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt werden. Weiterhin
sind drei Kodedetektoren 5, 6 und 7 vorgesehen, von denen jeder mit seinen drei
Eingängen mit einem der Ausgänge jeder der drei Stufen des Schieberegisters verbunden
ist. Der Kodedetektor 5 erkennt die Zeichengruppe 1-1-0, der Kodedetektor 6 die
Gruppe 1-0-1 und der Kodedetektor 7 die Gruppe 0-1-0. Die Ausgänge der Kodedetektoren
5, 6 und 7 sind mit je einem Eingang der ODER-NICHT-Schaltung 8 verbunden, der Ausgang
des Kodedetektors 5 außerdem noch mit einem Eingang der bistabilen Kippschaltung
9. Der zweite Eingang der bistabilen Kippschaltung 9 ist mit dem Ausgang der ODER-NICHT-Schaltung
8 verbunden. Ausgangssignale der ODER-NICHT-Schaltung werden auch dem Setzeingang
des Zählers 4 zugeführt und durch diese der Zähler in die Zählstellung Null zurückgesetzt.
Ein Ausgang der bistabilen Kippschaltung 9 ist mit dem zweiten Eingang der Torschaltung
3 verbunden, so daß diese geöffnet ist, wenn die bistabile Kippschaltung 9 durch
ein Signal vom Kodedetektor 5 umgeschaltet hat. Beim Empfang der als Synchronisierkode
vorgesehenen Impulsfolge enthält das Schieberegister 1 zunächst die Zeichengruppe
1-1-0. Daher liefert der Kodedetektor 5 ein Ausgangssignal, das die bistabile Kippschaltung
9 umschaltet, die ihrerseits durch ihr Ausgangssignal die Torschaltung 3 öffnet.
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Der nächste Taktimpuls verschiebt den Impulsraster im Schieberegister
1 um einen Schritt, und dieses enthält nun die Zeichengruppe 1-0-1. Gleichzeitig
gelangt der Taktimpuls über die geöffnete Torschaltung 3 zum Zähler 4; dieser zählt
einen Schritt. Da das Schieberegister 1 nun die Zeichengruppe 1-0-1 gespeichert
hat, liefert der Kodedetektor 6 ein Ausgangssignal, das die ODER-NICHT-Schaltung
8 sperrt, so daß diese kein Ausgangssignal abgibt. Beim nächsten Taktimpuls werden
wieder der Zähler 4 und die Information im Schieberegister 1 um einen Schritt weitergeschaltet,
und das Schieberegister enthält nun die Zeichengruppe 0-1-0. Daher liefert der Kodedetektor
7 ein Ausgangssignal, das die ODER-NICHT-Schaltung 8 sperrt.
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Beim Empfang des Synchronisierkodes sperren die Kodedetektoren 6 und
7 abwechselnd die ODER-NICHT-Schaltung 8, während bei jedem Wechsel der Zähler 4
um einen Schritt weiterzahlt, bis das Ende des Impulsrasters des Synchronisierkodes
und zugleich die Endstellung des Zählers erreicht ist und dieser ein Ausgangssignal
als Synchronisierimpuls abgibt. Wenn jedoch die empfangene Impulsfolge nicht vollständig
dem vorgegebenen Impulsraster des Synchronisierkodes entspricht und daher eine andere
Zeichengruppe als erwartet festgestellt wird, so wird entweder der Kodedetektor
6 oder der Kodedetektor 7 kein Sperrsignal zur ODER-NICHT-Schaltung 8 geben. In
diesem Falle liefert die ODER-NICHT-Schaltung 8 ein Ausgangssignal, das den Zähler
4 auf die Stellung Null zurücksetzt, die bistabile Kippschaltung 9 zurückschaltet
und dadurch die Torschaltung 3 sperrt. Der Empfänger wartet nun, bis wieder eine
Zeichengruppe 1-1-0 als möglicher Beginn des Synchronisierkodes im Schieberegister
gespeichert ist und beginnt dann eine neue Zählung.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung
ist in F i g. 2 gezeigt. Sie enthält ein zweistufiges Schieberegister 11, das Verschiebeimpulse
von einem Taktimpulsgeber 12 erhält. Die Taktimpulse gelangen außerdem zu einer
Torschaltung 13, vorzugsweise einer UND-Schaltung, und, wenn diese geöffnet ist,
weiter zum Zähler 14
und schalten diesen weiter. Die erforderliche Zählkapazität
des Zählers ist bei diesem Beispiel 14. In seiner Endstellung gibt der Zähler ein
Ausgangssignal ab. Weiterhin sind zwei Kodedetektoren 15 und 16 vorgesehen, von
denen jeder mit seinen Eingängen mit einem der Ausgänge jeder der zwei Stufen des
Schieberegisters verbunden ist. Der Kodedetektor 15 erkennt eine Zeichengruppe 1-1
und der Kodedetektor 16 eine Gruppe 0-0. Die Ausgänge der Kodedetektoren
15 und 16 sind mit den Eingängen einer ODER-Schaltung 17 und ferner
mit je einem der Eingänge einer bistabilen Kippschaltung 18 verbunden. Ausgangssignale
der ODER-Schaltung 17 werden dem Setzeingang des Zählers 14 zugeführt und durch
diese der Zähler in die Zählstellung Null zurückgesetzt. Der Ausgang der bistabilen
Kippschaltung 18 ist mit dem zweiten Eingang der Torschaltung 13 verbunden, so daß
diese geöffnet ist, wenn die bistabile
Kippschaltung 18 durch ein
Signal vom Kodedetektor 15 umgeschaltet hat.
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Beim Empfang der als Synchronisierkode vorgesehenen Impulsfolge enthält
das Schieberegister 11 zunächst die Zeichengruppe 1-1. Daher liefert der Kodedetektor
15 ein Ausgangssignal, das die bistabile Kippschaltung 18 umschaltet, die nun ihrerseits
ein Signal an die Torschaltung 13 liefert und diese öffnet. Beim nächsten,
vom Taktgenerator 12 gelieferten Impuls wird die Information im Schieberegister
11 um eine Stufe weitergeschoben, und dieses enthält nun die Zeichengruppe 1@0.
Gleichzeitig gelangt der Taktimpuls durch die geöffnete Torschaltung 13 zum Zähler
14; dieser schaltet auf die nächste Zählstellung. Da das Schieberegister 11 nun
die Zeichengruppe 1-0 enthält, liefert weder der Kodedetektor 15 noch der Kodedetektor
16 ein Ausgangssignal, daher behält die bistabile Kippschaltung 18 ihren Schaltzustand,
und die Torschaltung 13 bleibt geöffnet. Solange auch die weiteren Schritte
dem vorgegebenen Synchronisierkode entsprechen, enthält das Schieberegister 11 abwechselnd
entweder die Zeichengruppe 0-1 oder 1-0. Dabei gibt in keinem Falle einer der Kodedetektoren
15 oder 16 ein Ausgangssignal ab, die Torschaltung 13 bleibt geöffnet, und der Zähler
14 wird weitergeschaltet, bis er seine Endstellung erreicht hat und ein Ausgangssignal
als Kennzeichen eines richtig empfangenen Synchronisierkodes abgibt.
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Weicht dagegen die empfangene Impulsfolge vom vorgegebenen Synchronisierkode
ab, so enthält das Schieberegister 11 zu irgendeinem Zeitpunkt während des Zählvorganges
entweder die Zeichengruppe 1-1 oder die Zeichengruppe 0-0. Beim Auftreten der Gruppe
1-1 gibt der Kodedetektor 15 ein Ausgangssignal ab, das über die ODER-Schaltung
17 zum Setzeingang des Zählers 14 gelangt und diesen auf die Zählstellung Null zurücksetzt.
Dabei bleibt der Schaltzustand der bistabilen Kippschaltung 18 erhalten, und der
Zähler beginnt eine neue Zählung, denn die Zeichengruppe 1-1 kann den Beginn eines
richtigen Synchronisierkodes bedeuten. Beim Auftreten der Zeichengruppe 0-0 gibt
der Kodedetektor 16 ein Ausgangssignal ab, das in gleicher Weise wie der
Kodedetektor 15 den Zähler 14 in seine Nullstellung zurücksetzt, gleichzeitig jedoch
auch die Kippschaltung 18 in ihre Ausgangslage zurückschaltet, wodurch die Torschaltung
13 gesperrt wird. Erst beim erneuten Auftreten der Zeichengruppe 1-1 im Schieberegister
beginnt dann eine neue Zählung.