DE1462540A1

DE1462540A1 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Gleichlaufsignalen in einem selbstsynchronisierenden UEbertragungssystem

Info

Publication number: DE1462540A1
Application number: DE19651462540
Authority: DE
Inventors: Fudemoto Dipl-Ing Isao; Kawahima Dr Masao
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1964-10-31
Filing date: 1965-10-29
Publication date: 1969-01-09
Also published as: DE1462540B2; US3424982A; DE1462540C3

Description

29L0KT. 1965

"Fujitsu Limited München,

Wittelabacher Platz 2

^ΡΛ 64/9278

Schaltungscnordnung zur Erzeugung von GleichlaufSignalen in einen sjßbßtsynchronisierenden Übertragungssystem.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erzeugung vcn GleichlaufSignalen in selbstsynchronisierenden Übertragungssysteinen, insbesondere auf eine Anordnung zur Erzeugung von Gloichlaufsignalen in Pulscodeübertragungssystemen.

Schk/Lau - 2 -

809902/0406 BAD OB.G.NAL

Bei der Pulscodellbertragung treten wegen der Geräusche in Übertragungswegen und der Änderung der'Umgebungsverhältniase, der das Übertragungssystem während der übertragung der Codes unterworfen wird, kleine Änderungen des gegenseitigen Abstandes der Impulse,-das ist Plackern, auf.

Wenn diese Änderungen zu groß werden, werden die übertragenen Informationen verfälscht. Dieses Plackern ist unerwünscht, da sie eine Verschlechterung der Informationssignale bedeuten. Demnach muß irgendeine Maßnahme getroffen v/erden, um zu vermeiden, daß während der Übertragung der Informaticnssignale über das Übertragungssystem dieses Plackern angehäuft v/ird.

Zur Unterdrückung dieses Plackerns ist es bekannt, die Phase der Gleichlaufsignalquelle für in der Porm der Grundfolgefrequenz auftretende Gleichlaufimpulse mit dem über lange Zeit gemessenen Mittel der Eingangsimpulse, das sind die Informationssignale, zu synchronisieren, durch diese Gleichlaufsignale den gegenseitigen Abstand der Eingangs signalimpulse zu steuern und dadurch die Anhäufung des Plackerns zu verringern. Im wesentlichen handelt es sich bei den bekannten Verfahren zur Synchronisierung mit dem über lange Zeit gemessenen Mittel der Eingangsimpulse, das sind die Informationssignale, um folgende zwei Typen:

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Τ-3565 - 3 -

Bei der einen Type erfolgt die Ableitung auf der Eingängeseite und bei der anderen Type erfolgt die Ableitung auf der Auegangsseite.

Zur Erläuterung dieser Verhältnisse und der Erfindung dient die Zeichnung. In der Zeichnung zeigen -

die Fig. i ein Blockschaltbild für eine bekannte Anordnung

■ · ■ ■ ■

zur Erzeugung von OleichlaufSignalen»

die Fig. 2 ein weiteres Beispiel solchen Blockschaltbildes! die Fig. 3 ein Blockachaltbild für ein erstes Aueführungebeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung eur Erzeugung von GleichlaufSignalen und -

die Fig. 4» 5 und 6 Blockschaltbilder für weitere erfindungsgeraäflo AusfÜhrungebeispiele.

Bei der ersten der beiden vorgenannten Ausführungen werden« wie in der Fig. 1 dargestellt ist» die Eingangsimpulse aus der Eingcngsseite A des Diskriminatorkreises 1 abgeleitet und durch das Schmalbandfilter 3ι dessen Mittenfrequene im Durchlaßbereich der Orundfolgefrequenz der Eingangssignalimpulse entspricht, z.B. durch den Abstimmkreis mit hohem Q gefiltert, wodurch die Öleichlaufsignalquelie D gebildet wird, bei der das flackern mit verhältnismäßig hoher Fre-CLuenzkomponentOi also ein Hochfrequenzflackern, unterdrückt iet. Bemeegenüber wird bei der letztgenannten Ausführung die Gleichlauf signalquelle B, wie in der Fig. 2 gezeigt

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U62B0* :

iE-3565 . " - 4 - · · * '/ '

aus der Auegangsseite C des Stromkreises 2 zur Formierung der Wellenform in gleicher V/eise gebildet. Als für solche , \ Anordnungen zu verwendende Schmalbandfilter kommen eindchlieölieh der passiven und aktiven Stromkreise verschiedene 3?or- . f, men in Frage, von denen der Abstimmkreis am einfachsten ist. * .

• Im nachstehenden wird die Betrachtung an Hand dieses At)- '· ' * stimmkrei8.ee durchgeführt *. Da aber auch bei Schmalbandfilter^ .'. und anderen Filtern die entscheidende elektrische Eigenschaft durch eine Kreisgüte Q beschrieben werden'kann, kann die gleiche Betrachtung angewandt werden. Öemnach soll be- ,''. grifflich nachstehend der genannte Abstimmkreis auch diese '^?_ Schmalbandfilter von jeder Art umfassen. ' < ₍--^>:

Die Unterdrückungskennlinie für das Hochfrequenz^lackerri wird bekanntlich bei der Ausführungsforn, bei der die Ableitung Guf der Eir.gengsseite durchgeführt wird, durch diö naoh- -■■ . stehende Gleichung (1) und bei der Ausführungsform bei 4er die Ableitung auf der Auegangsseite durchgeführt wird, durch die nachstehende Gleichung (2) beschrieben. Wenn die Abstiinnfreq,uenz des Abstimmkreisesmit der Grundfolgefrequenz übereinstimmt, kann man sagen, daß die letztere Anordnung vorteilhafter ist. Besonders beim Flackern mit verhältnismäßig niedrigem bzw. schmalen Frequenzband ist der Unterschied zwischen diesen beiden Anordnungen groß.

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- 5 .. ■

BAD ORIGiNAL

Kf)

«— J Ie₄ (1-e Q_ -j2n) + f* / [ν * ^θ ^Α J

j2«f

^E°^(f'⁼TTTwh^T N^ai(e

1 + al. (θ jy - Ι/-β

)l

In den Gleichungen bedeutet j

E⁰ (f) die diskrete Pouriersche Wandlung des Ausgangsflackerne ^

E¹ (f) die diskrete Pouriersche Wandlung des Eingangsflaokeme Q das äquivalente Q (Kreiögüte) des Abstimmkreieee zur Ableitung der GIeichlaufsignale

ΛΡ ·

γ- den Abstimmfrequenzhub des Abstimmkreisea

S (P) die diskrete Pouriereche Wandlung der Zahl der Zeitspalte ("time slot") in den aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten ("space")

ai das.Verhältnis, das angibt, inwieweit die erzeugte.

Wellenform der Impulssignale zu dem Plackern beitrögt

a_t das Verhältnis, das angibt, inwieweit die erzeugte

Wellenform der Gleichlauf signale zu dem Flackern "beiträgt mit der Bedingung ai + a^ ■ 1. ?

die durchschnittliche Gleichlaufamplitude

809902/0406 ν . ₆ -

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Je größer das äquivalente Q des Abstiramkreises ist, um ao nehr wird hierbc-i dao Hochfrequenzflackern unterdrückt. Wenn ferner das Frequenzspektrum, des Flackerns "betrachtet wird, erstreckt sich dao zu unterdrückende Plackern "bis zum Plackern mit verhältnismäßig niedriger Frequenz. Je größer der Wert von a^ wird, das heißt je größer der Beitrag zur Festlegung der zeitlichen Lage der erzeugten Wellenform durch die Gleichlauf signale bestimmt wird, um so mehr wird der Unterdrückungen effekt des Hochfrequenzflackerns merkwürdig. Bei der praktischen Ausführung des Stromkreises bekommt der Frequenzhub der Abstimmfrequenz Bedeutung, der auf die Abweichung und die Schwankung der Elemente zurückzuführen ist.

Wenn der Frequenzhub der Abstimmfrequenz berücksichtigt wird, kann mit den Wert der durch einen LC-Abstimmkreis verwirklicht wird, nur ein ähnlicher Effekt für die Unterdrückung deo Plackerns auch dann erreicht werden, wenn die Ableitung · auf der Eingangs- oder Ausgangsseite durchgeführt wird. Ferner muß die Verzögerungszeit der Gleichlaufsignale gegenüber den Signalinformationen immer konstant gehalten werden, un die Signalinformationen mit den GleichlaufSignalen zu synchronisieren.

Bedingt durch die Änderung der Umgebungsverhältniase, die auf der Teraperaturür.derung, Alterung oder dergleichen beruht, lindert sich die elektrische Kennlinie der den Abstimmkreis

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bildenden Elemente, wie einer Spule, einem Kondensator usw., wodurch Schwankurgen der Abstimmfrequenz oder Phase verutf- · eacht werden. Beispielsweise beträgt bei den zur Zeit verwirklichten LC-Absticrrakreißen gegenüber einer TemperaturSnderung von t 5O⁰G die Schwankung der AbBtimofrequenz ca. ί 1 χ 10 . Nachstehend wird die auf der Änderung, der UmgebungsVerhältnisse beruhende Änderung der elektrischen Kennlinie von den

# ■

Elementen des Abstimmkreises aus Vereinfachungsgründen als Elementschwankung bezeichnet.

Durch die auf einer Elementβchwankung beruhenden Schwankung der AbstimmfreqLuenz wird die Verzögerungezeit des Abstimmkreises so geändert, wie es in der Gleichung (3) angegeben ist. "...-:■■... . ■ · ^: . ;■'" . ..■.,..'■■

e_R » I^(α - tan*¹2Q J^ ) ..,.......(3)

_R Es bedeuten hierin:

e_R die im örundgleichlauf normierte Vereögerungsab-

weichung :

α einen festen Phasenhub b die effektive Kreisgüte Q dee Abetimmkreisea |- die Schwankung der Abetimofrequene des AbetimmkroiBoa.

Je hoher das Q des Abetiinmkreieea ist, um so größer wird Eirfindlichkeit der Schwankung der Verzögerungszeit gegenüber den auf der Elementschwankung beruhtnden Abstiminfrequtnzhub*

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Τ-3565 - β -

Bei der Anordnung, bei der die Ableitung auf der Ausgangsseite durchgeführt wird, bildet die Schleife des in Pig. 2 gezeigten Btromkreises 1-2-3-1 eine Mitkopplungssohieife für die Schwankung der Verzb'gerungszeit des Gleichlaufstromkrei* see 3 und die Abstimmfrequenz wird noch mehr unstabil» Bei der Anordnung, bei der die Ableitung auf der Ausgangeseite • durchgeführt wird, stimmt ferner bei hohem Q des AbgtiAnkreises die Phase der Eingangssignale dann mit derselben der Gleichlaufsignale schwer Überein, wenn vor der Ableitung, die Erregung durch geringes Geräusch TJsgebungsgeräuseh usw.) hervorgerufen ist, wodurch die Ableitungssceit (die Zeit vom Anko&inen der EingangsimpulBe bis zum normalen Betrieb der übertregur.g) verlUngert wird. Vor allem wenn als .AtötlMM kreis ein Synchronisierungsgenerator verwendet wird, kann der Fall auftreten, daß der Abstimmkreis vor der Ableitung mit der Frequenz des Geräusches synchronisiert und nicht richtig gespeiet wird.

Wie oben erwähnt ist, ist bei den bisherigen Stromkreisen wegen der auf der ElementSchwankung des AbetImmkrefseo beruhenäen Schwenkung der Abstimmfrequenz, der Wert maximaler Kreisgüte Q, bei dem der phasenetabile Stromkreis realisiert wird, das ist die Grenze der Kennlinie der Flackerunterdrückung, beechrünkt und daher die Realisierung einer selbstsynohrcnieierenden übertragung mit hohe* leistungsföhigkeit erschwert* ·

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Erfittaung liegt die Aufgabe fcugtunde, den störenden Sin* flue dee'Hoohirequenzflaclceme weitgehend zu feehetoen· Bs wer-. den hierzu das das Hochfrequenefloclcera des OleichlaufBtromkreises unterdrückende Element und das die Verzögerungezeit bestiscende Element jeweils durch getrennte Elemente realisiert' und eine Anordnung *ur Erzeugung von OleichlaufSignalen» die gegenüber der ElementSchwankung stabil ,ist und eine gute Kennlinie hinsichtlich der Hochfrequenzflackerunterdrückung aufweist, dadurch erreicht» UaQ die Verzögerungszeit des das Hochfrequenzflackern unterdrückenden Elenenteα durch ein die Verzögerungszeit bestimmendes und eine stabile Phasenkennlinie aufweisendeo Element gesteuert wird.

Im nachstehenden wird ein erstes Ausführungabeispiel der Erfindung näher erläutert.

Wie aus dem Obengesagten ersichtlich ist, ist es für die Stabilität der Verzögerungszeit des GleichlaufStromkreises vorteilhafter, wenn das Q des Abstimmkreises niedrig ist,

/ wobei die Anordnung, bei der die Ableitung auf der Eingangs-

seite durchgeführt wird, überlegen ist; Andererseits ist ee für die Unterdrückung des Hochfrequenzflackerna vorteilhaf-. ter, wenn, das Q des Abstimmkreises hoch ist, wobei dann die Anordnung, bei der die Ableitung auf der Ausgangsseite durchgeführt wird, überlegen ist, wenn der Frequenzhub des Abstimm·? ; kreises klein ist. Die Stabilität des Elementes des Abstimm-

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kreises ist zwar vom Q dee Abstimmkreiaea unabhängig, es ist aber doch in der Regel vorteilhafter, wenn daß Q niedrig ist. Die auf der ElementSchwankung "beruhende Schwankung der Abstir.nfrequenz wird, z.B. durch die Teinperaturänderung bedingt, mit einer gegenüber den Grundgleichlauf der Impulssignale sehr langsamen Geschwindigkeit hervorgerufen.

Unter Berücksichtigung 3olcher Bedingungen werden, wie in der Pig. 3 gezeigt ist, die Gleichlauf signale E aus a.er Eingangs impulsteine A mittels des Abstimrakreises 4 mit verLältninnüßi?? niedrigen Q, nämlich mit Q₁ und die Gleichlaufsign&^ le D aus der Reihe 0 der erzeugten Impulse mittels des Ab« stimmkreines 3 ait verhältnismäßig hoher* Q, nämlich mit Qg _t abgeleitet. Der PhasenunterscMed dieser zwei Gleichlaufsignale E, D wird danr» durch den Phasenprüfkreis 5 geprüft, dessen ■Ausgangssignal F über den Tiefpass 6 und den Verstärker 7 gefiltert und verstärkt wird, und das Steuersignal H bildet. Durch dieses Steuersignal H wird die Abstiminfrequenz des Abstirjnstrcmkreises 3 mit verhältnismäßig hohem Q so gesteuert, daß die Elementschwcnkung des Abstimmkreises 3 kompensiert wird.

Wenn die höchste Frequenz der Schwankung des Abstimmelements im Abstimmkreis 3 zu fr, die Grenzfrequenz deo Filters 6 zu fc und die GruncJfolgefrequenz zu fo gewählt wird, wird die auf der Elec^ntschwenkung des Abstimmkreises 3 beruhende Schwan-

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kung der VerzÖgerungszeit von den Gleichlaufsignalen S des Kreises 3 fast gleich der Schwankung der Verzb'gerungseeit des Abstimmkreises 4» wenn das Filter 4 und der Abstimmkreis so "bemessen werden, daß die Beziehung f r < f c <fo/Qg erfüllt v/ird, und der Phasenprüfkreis 5, das Filter 6, der Veretärker 7 und das Frequenesteuerorgen des Abstimmkreises 3 eo beineecen werden, daß die Schleifenverstärkung des Schleifenkreises 5~6-7-3~5 genügend erhöht wird· Das Ausgangssignal von 6 ist mit Q bezeichnet. Da₁ wie oben erwähnt ist, die auf die Elemontechwenkung des Abstimmkreisee 4 mit verhältnismäßig niedrigem Q beruhende Abetimmfrequenzschwankung AF₉ kleiner betteβsen wird als die auf die ElementSchwankung dee Abstimmkreis*s 3 mit verhältnismäßig hohem Q beruhende AbstirrjarrequenZBChtvankung ΔΡ^ wird durch den erfindungegemttfien Schaltungeaufbau die Schwankung der Verzögerungeeeit der Gleichlaufsignale gegenüber den bisherigen Anordnungen auf ^Γ1 ^ι/'^Δ:Ρ2^2 ^verrinß^ej?<t · Auch die Abßtimmfrefiuenzechvtankung des Abstimmkreises 3 wird nach der erfindungsgemäßen Konstruktion auf ^x^i/fjfl2 ^verTinS^ert· Die Unterdrückung des Hoohfrequenzflackerno wird durch den Abstimmkreis 3 mit verhältnicniüßig hohen Q durchgeführt! die Abstitomfrequenzschwanktthg des Absticjnkreisee 3, wie oben erwähnt ist, verringert und die Verzügerungezeit stabilisiert, so daß die Phasenetkbi-. litüt des Kreises hoch gehalten, dabei Q₂ und o_t (Formel (2)) genügend vergrÖCert un(i Ätr Bff ekt ä·^ Pl^ckerunterdrüökttftf weiter vertieeiert werden. ' _ :

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■ ·,.-. ■.■/.:... . ■· '. 4ν1*6254θ'/||

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Durch die Anwendung der erfindungegemäßtn Anordnung zur

(jung von Gleichlauf Signalen kann, der Unterdt^okungeetfekV ₄V?

des Hochfrequenzflackerns untey^Aufrechterha^tUng dee etft·· ".,ι*.

bilen Verzögerunge&eitunterachiote zwischen d&n' Öle ichlauf -' ·,.·.','

und den EingEngesighalen beliebig erhbht werden.. Ferner '· ;■· kenn ein hoch stabilerer Stromkreis feit hohen Q realleiert

.werdenj inöen als Abstimmkreis mit verhältniöÄ'ttßifr hohem Q "^:

ein aktiver StroEkrels, wie ein Synchroniaierungfloöeillator, ' vorgeeehan wird«

Die auf einer Störung, wie einem tUräuach« beruhende iröiigenänfttr Verzögerung cer Ableitungoeeit wird dann durch den Effekt der durch die Eingangssignal auszuführende Phaeensteuerung beeeitigt unrl eine schnell ableitende Anordnung aur Ereeugung von Gleichlaufeignaieß erhalten« \^^r

Wie. oben erwähnt ist, liegt daö wesentliche Prinißip der Erfindung in Schaltungeaufbau, nach dea durch einen Abstimmkreis mit verhältnißmUIJig niedrigem Q die auf die Blementschwenkung zurückzuführende iheseneohwßnkung des Stromkreis ECB mit verhültnismUuiß hohem Q kompensiert «rird. Demnach gehören auch die nachstehenden Ausftthrungsbeispiel· zum RahEen der·Erfindung* , ■ ^i '

Wie in der Pig. 4 gezeigt ist, wird die eignalepannung, die den Yerzügerungszeitunterechied εν/iechen den Eingangs- und den Gleichlauf Signalen bestimmt, aua der Eingangsimpulareihe

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- A deo Diekriminatorkroieee 1 mittels des Abßtimmkreiees 4 mit verhältnißmiißig niearigea Q und auch dio Gleichlaufeigna-Ie D ebenfalls auo der Eingangsimpulsreihe Λ mittels dee Ab-

'■_■■■■ ■....·.'■■ · ■ " ■ ■

stimmkreiseo 3 mit verhältnismäßig hohem Q abgeleitet. In gleicher Weiße wie oben erwähnt, wird die auf der Eleaeht-Echwankung beruhende PhasenSchwankung deo Abstimmkreiseö. 3 nit verhältnismäßig hohem Q kompensiert.

Wie in der Pig. 5 geeeigt ist,.werden die Signale E, die den Verzügerungszeitunterschied zwischen den Eingongs- und den GleichlaufSignalen bestimmen, aus der Ausgangsimpulsreihe C des Stromkreises 2 zur Erzeugung der Wellenform mittels des Abstiinmkreises 4 mit verhältnismäßig niedrigem Q und die Gleichlaufsignale D aus der Eingangsimpulsreihe A des Diskriminatorkreises 1 mittels des Abstiinmkreises 3 mit verhältnismäßig hohem Q abgeleitet. In gleicher Weise wie oben erwähnt, wird die auf der ElementSchwankung beruhende Phaaenschwcnkung des Abstimmkreises mit verhältnismäßig hohem Q kompensiert. .

Wie in der Pig. 6 gezeigt ist, werden die Signale E, die den Yerzügerungszeituntersehied zwischen den EingangsSignalen 5 • und den GleichlaufSignalen bestimmen, aus der Ausgangsimrulsreihe C des Stromkreises 2 zur Erzeugung der Wellenfora mittels des Abstimmkreises 4 mit verhältnismäßig niedrigem Q und die. Gleichlaufsignale D ebenfalls aus der Ausgangaim-

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pulsreihe C mittels des Abstimmkreiseo 3 mit verhöltnisBäßig hchen Q abgeleitet. In gleicher Weise wie oben erwähnt, wird die auf der ElementSchwankung beruhende Phasenschwankung des Abstimmkreises mit verhältnismäßig hohem Q kompensiert.

1 Patentanspruch
6 Figuren

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Claims

Patentanspruch

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Gleichlaufsignalen in einen selbsteynchrönisierenden übertragungssystem, inebesondere. PCM-System, dadurch gekennzeichnet, daß toittels eines Abetimnkreisee (4) mit niedriger Kreisgüto Q und eines Abstimrakreiseo (3) mit höherer Kreisgüte Q ewei Gleichlaufesi^nale(E,D) aus einer Irapülareihe abgeleitet und einen Yergleichskreis (5) zugeführt werden, daß Äurüh"die Auegangsspannvng (F) des Vergleichskreiiee (5) zu einer Steuerung (6,7) vorgesehen ist, die die AbatimnfrequenE-Qchwankungcn des Abetimnikreiaoo mit niedrigerer Kreiogüte Q kompensiert! und daß mittels des AbBtimmkreiseB mit höherer, KreisgUte' ϋ die erzeugten Oleichlaufoignale eüs der Inpulsreihe abgeleitet warden.

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