DE1296205B

DE1296205B - Synchronisiereinrichtung fuer wenigstens zwei gleich ausgebildete und mit gleicher Taktfrequenz betriebene rueckgekoppelte Schieberegister

Info

Publication number: DE1296205B
Application number: DE1966S0105811
Authority: DE
Inventors: Reilhofer Johannes
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-09-12
Filing date: 1966-09-12
Publication date: 1969-05-29
Also published as: DE2045116A1; DE2045116B2; DE2045116C3

Description

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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrich- An Hand von Ausführungsbeispielen wird die tung für wenigstens zwei gleich ausgebildete und mit Erfindung nachstehend näher erläutert,
gleicher Taktfrequenz betriebene rückgekoppelte Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungs-Schieberegister mit η Speicherstufen. beispiel der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrich-Bekannt sind rückgekoppelte Schieberegister, bei 5 tung sind ein synchronisierendes rückgekoppeltes denen der Ausgang des Schieberegisters und der Schieberegister mit Speicherstufen Fl bis F18, ein Ausgang einer weiteren innerhalb des Schiebe- Negationsglied N, ein Exklusiv-Oder-Gatter E, ein registers angeordneten Speicherstufe mit den zwei Ausgang α und ein Takteingang & vorgesehen. Weiter Eingängen eines Exklusiv-Oder-Gatters verbunden ist ein zu synchronisierendes Schieberegister mit sind, dessen Ausgang mit dem Eingang des Schiebe- io Schieberegisterstufen F'l bis F' 18, ein Negationsregisters galvanisch gekoppelt ist. Derartige rück- glied N', ein Exklusiv-Oder-Gatter E', ein Schiebegekoppelte Schieberegister sind beispielsweise in der registereingang c', ein Schieberegisterausgang d und Zeitschrift »Electronic Engineering«, April 1964, ein Takteingang V vorgesehen. Außerdem sind ein S. 253 bis 259, beschrieben. Bei einer Serienschal- Umschalter U mit den Schaltstellungen I und II, eine tung von η Speicherstufen, wie bistabilen Kippstufen, 15 Ansteuerkippstufe F 20, ein Vergleicher K und ein und bei geeigneter Anzapfung des Schieberegisters Integrator/ vorgesehen. Zwischen dem Ausgang α kann ein Impulsprogramm von 2"—1 Stromschritten des synchronisierenden Schieberegisters Fl bis F18, erzeugt werden, das sich periodisch wiederholt. E, N und dem Eingang d des Umschalters U und des

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- Vergleichers K kann eine Übertragungsstrecke, wie

steht darin, eine Synchronisiereinrichtung für wenig- 20 eine Funkstrecke, liegen.

stens zwei gleich ausgebildete und mit gleicher Takt- Unter einem Exklusiv-Oder-Gatter wird eine frequenz betriebene rückgekoppelte Schieberegister Schaltung aus zwei Und-Gattern mit je zwei Einzu realisieren, die es ermöglicht, zu einem beliebigen gangen und einem Oder-Gatter mit zwei Eingängen Zeitpunkt das zu synchronisierende Schieberegister verstanden, die so zusammengeschaltet sind, daß die auf die Impulsfolge des synchronisierenden Schiebe- 25 Eingänge der Und-Gatter die Eingänge des Exklusivregisters zu synchronisieren. Oder-Gatters bilden, die Ausgänge der Und-Gatter

Für eine Synchronisiereinrichtung der einleitend mit den Eingängen des Oder-Gatters zusammengeschilderten Art läßt sich diese Aufgabe erfindungs- geschaltet sind und der Ausgang des Oder-Gatters gemäß dadurch lösen, daß ein Umschalter vorge- der Ausgang des Exklusiv-Oder-Gatters ist. Im Aussehen ist, der in der einen Schaltstellung den Aus- 30 gang des Exklusiv-Oder-Gatters erscheint, wenn im gang des synchronisierenden mit dem Eingang des Oder-Gatters bilden, die Ausgänge der Und-Gatter zu synchronisierenden Schieberegisters und in der Binärzahl »0«, wenn an beiden Eingängen eines anderen Schaltstellung den Ausgang des zu synchro- Und-Gatters je eine Binärzahl »L« anliegt,
nisierenden Schieberegisters mit dem Eingang dieses Der Ausgang A der Stufe Fl und der Ausgang B Schieberegisters verbindet, und daß eine Steuerungs- 35 der Stufe F18 sind mit den Eingängen eines Undvorrichtung vorgesehen ist, die im unsynchronisierten Gatters im Exkulsiv-Oder-Gatter E und der Aus-Betrieb die Ausgangsimpulsfolge des synchronisie- gang Z der Stufe 7 und der Ausgang Έ der Stufe F18 renden Schieberegisters in das zu synchronisierende sind mit den Eingängen des anderen Und-Gatters im Schieberegister einlaufen läßt und, nachdem wenig- Exklusiv-Oder-Gatter £ verbunden. Der Ausgange stens η Binärzahlen eingelaufen sind, den Umschal- 40 des Exklusiv-Oder-Gatters ist mit einem Eingang der ter betätigt. Stufe Fl direkt, mit dem anderen Eingang über ein

Für die praktische" Ausführung des Erfindungs- . Negationsglied N verbunden.

gegenstandes ist es vorteilhaft, wenn eine Steuerungs- Die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Anvorrichtung vorgesehen ist, die beim Auftreten der Ordnung ist folgende. Ist das synchronisierende rückersten von der Rückstellungszahl abweichenden 45 gekoppelte Schieberegister Fl bis F18, E, N in Be-Binärzahl am Ende des zu synchronisierenden trieb, so werden die in den einzelnen Schieberegister-Schieberegisters den Umschalter betätigt. stufen enthaltenen Binärzahlen »L« oder »0« im

Vorteilhaft ist es, wenn als Umschalter ein Rhythmus der am Takteingang b anliegenden Takt-

Exklusiv-Oder-Gatter mit Ansteuerkippstufe vorge- frequenz T durch das Schieberegister geschoben, wo-

sehen ist. 50 bei die jeweils den Stufen Fl und F18 zugeordneten

Vorteilhaft ist es, wenn in der Steuerungsvorrich- Binärzahlen die Binärzahl am Ausgang C des Exklu-

tung zwischen dem Ausgang des synchronisierenden siv-Oder-Gatters E bestimmen. Die F i g. 1 zeigt am

und dem Eingang des zu synchronisierenden Schiebe- Rande eine Funktionstabelle des Exklusiv-Oder-

registers ein Vergleicher vorgesehen ist, der bei Gatters E. Die lediglich inversen Werte, die in ~Ä und

Nichtübereinstimmung der anliegenden Impulse einen 55 "E auftreten, sind der Übersichtlichkeit halber in die

Fehlerimpuls abgibt. Funktionstabelle nicht aufgenommen. Bei der ge-

Vorteilhaft ist es weiter, wenn dem Fehlerimpuls- wählten Anzapfung des Schieberegisters nach der

ausgang ein Integrator nachgeschaltet ist, der bei siebenten und nach der 18. Stufe ergibt sich eine

einer definierten Fehlerimpulshäufigkeit einen den Impulsperiode mit 2¹⁸— 1 = 262143 Stromschritten.

Umschalter und erforderlichenfalls die Rückstellung 60 An sich sind rückgekoppelte Schieberegister bekannt,

des zu synchronisierenden Schieberegisters betätigen- beispielsweise aus dem DVL-Bericht Nr. 307 und,

den Rückstellimpuls abgibt. wie bereits erwähnt, aus »Electronic Engineering«,

Die Synchronisiereinrichtung kann vorteilhaft in April 1960, S. 253/254.

einem PCM- oder Daten-Simulator Verwendung Die Wirkungsweise des zu synchronisierenden

finden. 65 rückgekoppelten Schieberegisters F'l bis F'18, E', N'

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die entspricht bei der Kontaktstellung II des Umschal-

Synchronisiereinrichtung wenigstens teilweise als ters U dem des synchronisierenden Schieberegisters

integrierte Schaltung ausgebildet. Fl bis F18, E, N. Im Rückkopplungskreis läuft bei

beiden Schieberegistern das gleiche Impulsprogramm um. Im Vergleicher K werden die Impulse beider Schieberegister verglichen. Der Vergleicher gibt jedesmal, wenn die ankommenden Impulse nicht übereinstimmen, einen »Fehlerimpuls« ab, der über einen Fehlerimpulsausgang FA einem elektronischen Zähler zugeführt werden kann und der außerdem auf den Integrator / gegeben wird. In ihm laden die Fehlerimpulse beispielsweise einen Kondensator so lange auf, bis eine Fehlerhäufigkeit von beispielsweise 25°/o erreicht ist. Daraufhin löst die dieser Ladung zugeordnete Kondensatorspannung am Integratorausgang R einen Rückstellimpuls aus. Dieser bewirkt zweierlei. Er stellt einerseits die Schieberegisterstufen F'l bis F'18 in die Lage »0« und er setzt andererseits die Ansteuerstufe F 20 so, daß diese den Umschalter U in seine Stellung I bringt. Jetzt können im zu synchronisierenden Schieberegister F'1 bis F'18, E', N' keine Impulse mehr umlaufen, sondern die Impulse des synchronisierenden Schieberegisters Fl ao bis F18, E, N lauf en über die Kontaktlage I des Umschalters U in das zu synchronisierende Schieberegister F'l bis F'18, E', N' hinein. Benötigen die Impulse zwischen dem Ausgang a des synchronisierenden Schieberegisters Fl bis F18, E, N und dem Eingang e' des zu synchronisierenden Schieberegisters F'l bis F'18, E', N' keine Laufzeit, so haben beide Schieberegister den gleichen Inhalt, sobald nach Beginn des synchronisierenden Vorganges η = 18 oder mehr Stromschritte (Bits) abgelaufen sind. Der Zustand, daß η oder mehr Bits in das Schieberegister hineingelaufen sind, ist am einfachsten daran zu erkennen, daß am Ende des Schieberegisters, also in der Stufe F' 18, ein binäres »L« erscheint. Das kann bis zu 2n— 1 Bits dauern, wenn zufällig zuerst eine Folge von n—l »O«-Bits kommt. Das erste »L«, das in der Stufe F' 18 erscheint, wird verwendet, um die Kippstufe F 20 zurückzusetzen. Ist dies geschehen, so liegt der Umschalter U wieder in der Kontaktlage II. Das zu synchronisierende Schieberegister F'l bis F'18, £", N' läuft jetzt unabhängig, aber synchron zum synchronisierenden Schieberegister Fl bis F18, E, N. Wenn von den mindestens η Bits, die in das zu synchronisierende Schieberegister F'1 bis F'18, E", N' hineingelaufen sind, einer oder mehrere bei der Übertragung vom synchronisierenden Schieberegister Fl bis F18, E, N verfälscht wurden, hat keine richtige Synchronisation stattgefunden, und der Synchronisiervorgang wiederholt sich, wenn der Integrator J eine Fehlerhäufigkeit von 25% festgestellt hat. Zur Erzielung eines einheitlichen Taktes sind die Takteingänge b und b' verbunden, da im Ausführungsbeispiel keine Laufzeit zwischen den Punkten α und d vorhanden ist.

Die F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Umschalters U und der Steuerungsvorrichtung KJ der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung neben dem bereits aus der F i g. 1 bekannten zu synchronisierenden Schieberegister F'l bis F'18, E', N\ Der Umschalter U und der Vergleicher K sind jeweils als Exklusiv-Oder-Gatter der an Hand der F i g. 1 beschriebenen Art ausgeführt. Weiter ist eine monostabile Kippstufe M eingeführt.

Der Umschalter U, die Ansteuerungsstufe F 20, der Vergleicher K und der Integrator / wirken in der bereits an Hand der F i g. 1 beschriebenen Weise. Die monostabile Kippstufe M gibt auch für unmittelbar aufeinanderfolgende Bitfehler zeitlich getrennte Fehlerimpulse ab. Dem Umschalter U und dem Vergleicher K werden von den synchronisierenden Schieberegister zueinander inverse Impulse E und Έ angeboten.

Schaltungen nach den F i g. 1 und 2 eignen sich zur Realisierung eines PCM- oder Daten-Simulators. Ein derartiges Gerät kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Eignung von mit Frequenzmodulation des Radiofrequenzträgers arbeitenden Funkgeräten auf die Übertragung von Pulscodemodulationssignalen (PCM) zu untersuchen, indem die Fehlerhäufigkeit in Abhängigkeit von der Funkfelddämpfung und der Schrittgeschwindigkeit bestimmt wird. Weiter ist ein derartiges Gerät zur Prüfung der Ubertragungsqualität von PCM-Strecken mit Leitungen und Regeneratoren geeignet. Schließlich können auch Datenübertragungskanäle geprüft werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung für wenigstens zwei gleich ausgebildete und mit gleicher Taktfrequenz betriebene rückgekoppelte Schieberegister mit η Speicherstufen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (U) vorgesehen ist, der in der einen Schaltstellung (I) den Ausgang des synchronisierenden (Fl bis F18) mit dem Eingang des zu synchronisierenden Schieberegisters (F'l bis F'18) und in der anderen Schaltstellung (II) den Ausgang des zu synchronisierenden Schieberegisters (F'l bis F'18) mit dem Eingang dieses Schieberegisters verbindet (F'l bis F'18), und daß eine Steuerungsvorrichtung (KJ) vorgesehen ist, die im unsynchronisierten Betrieb die Ausgangsimpulsfolgen des synchronisierenden Schieberegisters (Fl bis F18) in das zu synchronisierende Schieberegister (F'l bis F'18) einlaufen läßt und, nachdem wenigstens η Binärzahlen eingelaufen sind, den Umschalter (C7) betätigt.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungsvorrichtung (KJ) vorgesehen ist, die beim Auftreten der ersten von der Rückstellungszahl abweichenden Binärzahl am Ende des zu synchronisierenden Schieberegisters (F' 1 bis F' 18) den Umschalter (U) betätigt.

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschalter (U) ein Exklusiv-Oder-Gatter mit Ansteuerkippstufe (F 20) vorgesehen ist.

4. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerungsvorrichtung (KJ) zwischen dem Ausgang des synchronisierenden (Fl bis F18) und dem Eingang des zu synchronisierenden Schieberegisters (F'l bis F'18) ein Vergleicher (K) vorgesehen ist, der bei Nichtübereinstimmung der anliegenden Impulse einen Fehlerimpuls abgibt.

5. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fehlerimpulsausgang ein Integrator (J) nachgeschaltet ist, der bei einer definierten Fehlerimpulshäufigkeit einen den Umschalter (U) und erforderlichenfalls die Rückstellung des zu synchronisierenden Schieberegisters (F'l bis F'18) betätigenden Rückstellimpuls abgibt.

6. Synchronisiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

ihre Verwendung in einem PCM- oder Daten-Simulator.

7. Synchronisiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre wenigstens teilweise Ausbildung als integrierte Schaltung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen