DE1487769A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erhalt optimaler Einstellungen der Multiplier eines Querabgleichers - Google Patents

Description

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WESTERN ELECTRIC COMPANY INCORPORATED R. W. Lucky New York, N.J. 10007 USA

Verfahren und Vorrichtung zum Erhalt optimaler Einstellungen der Multiplier eine* Querabgleichers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum EAaIt optimaler Einstellungen der Multiplier eines Querabgleichers (transverse equalizer) mit mehreren Abtaststellen zur Kompensierung von Verzerrungen, die einen Nachrichtensignalimpuls beim Durchlauf durch ein Übertragungemedium überlagert werden.

Der hauptsächliche Verzerrungseffekt eines Übertragungsmediums auf einen praktisch momentanen Signalimpuls, der theoretisch einen unendlich großen Frequenzbereich umfaßt, oder auf ein bandbegrenzte β Signal endlicher Dauer rührt von den ungleichförmigen Verzögerunge- und Amplitudeneigenschaften des Mediums her. Als Folge hiervon unterliegen die verschiedenen Frequenzkomponenten, die ursprünglich zum Zeitpunkt Null oder in einer kurzen endlichen Zeitspanne erzeugt worden sind, mit der Zeit einer starken Dispersion, es treten daher Überlappungen zwischen Frequenztemponenten benachbarter Impulse auf. Dieses Auseinanderlaufen der Signalfrequenzkomponenten rührt zum Teil vom sogenannten geschwindigkeitsdispersiven Effekt her. Zusätzlich hierzu unterliegen die verschiedenen Frequenzen unterschiedler Dämpfung. .

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In zeitlicher Hinsicht (in the time domain) kann die Verzerrung definiert werden als das Verhältnis der zusammengesetzten absoluten Amplitude der Verzerrungskomponenten zur Spitzenamplitude dee Eingangs signals. Sind die beiden Amplituden gleich, so wird dieser Zustand mit 100%iger Verzerrung bezeichnet.

Die Verzerrung in einem durchschnittlichen Datenkanal liegt gut unterhalb 100%, und Phasen- und Amplitudenabgleicher, die diesen Verzerrungsgrad verarbeiten können, sind bekannt (siehe z. B. US-Patent 2 908 873, B. P. Bogert).

Es tritt jedoch immer dann ein Problem auf, wenn gewünscht wird, einen Datenkanal mit mehr als 100% Verzerrung automatisch abzugleichen. Solche Zustände, die bisher nicht üblich waren, haben zunehmende Bedeutung bei den neueren Entwicklungen auf dem Gebiet der Untermeereskabel- und Satellitennachrichtenübertragungssysteme erfahren. Während die bekannten Vorrichtungen auf höhere Verzerrungsbereiche grundsätzlich angepaßt werden können, so ist dieses jedoch nur mit hohem Aufwand möglich, begleitet von einer entsprechenden Zunahme der Größe und des Kompliziertheits&rade der Abgleichnetzwerke nebst der zugeordneten Ausrüstung, ä cn

Erfindungsgemäß ist dieses Problem dadurch gelöst, daß das -^

eingangs genannte Verfahren die folgenden, sich wiederholenden ^

Schritte umfaßt: >■*=>

Bestimmen und Speichern der Polarität von in zeitlichem Abstand gelegenen Proben jedes ungradzahlig numerierten, den Abgleicher durchlaufenden Testimpulses,

Vervielfachen von im seitlichen Abstand gelegenen Proben jedes gradzahlig numerierten, das Medium durchlaufenden Testimpulses um den Kehrwert der Vorseichen der für jede Abstaststelle gespeicherten Polaritäten, und

inkrementweises Einstellen der Multiplier nach jedem gradfcahlig numerierten Testimpuls entsprechend den Produkten aus den Vorzeichen der Proben der ungeradzahlig numerierten Testimpulse und der tatsächlichen Proben der geradzahlig numerierten Testimpulse.

Eine zur Durchfahrung des Verfahrene geeignete Vorrichtung mit einer Teetimpulsquelle und einem Abgleicher ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleicher die folgenden Schaltungsbeetandteile aufweist:

einen auf die den Abgleicher durchlaufenden Impulse ansprechenden Detektor zur Bestimmung der Polarität von in zeitlichem Abstand gelegenen Proben jedes ungradzahligen Testimpulses, der die Multiplier durchläuft,

eine Mehrzahl Inverter, die an eine entsprechende Mehrzahl Abtaststellen selektiv anschaltbar sind,

eine Einstellschaltung, die unter der Steuerung dds Detektors die Inberter so einstellt, daß dem durch die entsprechende Probe dargestellten Verzerrungeeffekt entgegengewirkt wird, wobei der Detektor zugleich dahingehend wirksamist, die Amplitude vom zeitlich im Abstand gelegenen Proben jedes gradzahlig numerierten Teetimpulses, multipliziert um die Einstellungen der Inverter,

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XU bestimmen, während die Multiplier au· der Schaltung durch Kurzschluß entfernt sind,

und unter der Steuerung de· Detektor· stehende Mittel zur entsprechenden Einstellung zumindest zweier Multiplier.

Unter den durch die Erfindung erzielbaren Vorteile ist die Tatsache zu verzeichnen, daß die erforderliche, mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung wesentlich kürzer ist als diejenige, die benötigt würde, wenn die bekannten Vorrichtungen zum Abgleichen von Einrichtungen benutzt werden, deren Verzerrung kleiner als 100% ist. Die resultierenden Einsparungen bei der Verzögerungsleitung und der zugeordneten Steuerauerüstung führt zu einem automatischen Abgleicher, der billig herzustellen ist, nichtsdestoweniger aber sicher und wirksam arbeitet.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß ein Datenkanal, der entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung abgeglichen ist, \&elfach-Niveau-Signale führen kann, wodurch das Äquivalente binäre Übertragungsvermögen eines nichtabgeglichenen, bandbegrenzten Kanals um den Faktor 4 erhöht wird, was eine höchst bedeutsame Zunahme ist.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben;

es zeigen:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer illustrativen Ausführungs- <=>

cn

form eines automatischen Querabgleichere mit einem ausgedehnten Bereich, innerhalb dem Verzerrungskorrekturvermögen besteht;

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Fig. 2 ein vereinlachte· Funktiona-Blockachaltbild der Anordnung nach Figur 1, wenn diese «ich im Zustand zur Bestimmung der Invertereinstellungen auf einen der alternierenden Testimpulse hin befindet;

Fig. 3 ein vereinfachtes Funktion·-Blockschaltbild der Anordnung nach Figur 1, wenn diese sich zur Bestimmung der Dämpfer-Einstellungen auf den anderen der alternierenden Testimpulse hin befindet; und

Fig. 4 ein vereinfachte· Funktion·-Blockschaltbild der Anordnung nach Figur 1« wenn diese sich im Zustand für den Empfang von Nachrichtendaten befindet.

Zum erleichterten Verständnis der in der Zeichnung benutzten Schaltungselemente sei ausgeführt, daß die Wicklungen und die zugeordneten Kontakte der einzelnen Relais immer als eine Gruppe durch das gleiche Symbol identifiziert sind, wobei aber Jeder Kontakt mit einer zusätzlichen Ziffer versehen ist, um diesen von den anderen Kontakten zu unterscheiden. Ferner sind Ruhekontakte durt durch einen kurzen, senkrecht zur Leitung verlaufenden Querstrich dargestellt, während Arbeitskontakte durch ein in die Leitung schrägliegend eingezeichnetes Kreuz dargestellt sind. Schließlich ist ein Umschaltkontakt durch Verwendung eines Ruhekontakt- und eines Arbeitekontakt symbols in der zu unterbrechenden bzw. zu verbindenten Leitung dargestellt, und zwar unter Verwendung eines diesen beiden Kontaktsymbolen gemeinsamen Bezugs zeichens. Die übrigen Schaltungselemente sind in der üblichen Form dargestellt.

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In der Aue führung« form ist ein sogenanntes Transversalfilter mit einer mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung verwendet. Hierbei ist ein Bezugsabgriff vorgesehen, ferner sind eine Mehrzahl Abgriffe mit einstellbaren Multipliern verbunden. Außerdem sind zusätzliche Inspektionsabgriffe vorgesehen, die außerhalb des Bereiche der zu den einstellbaren Multiplier führenden Abgriffen liegen. Der Ausgang der Multiplier ebenso der Ausgang des Hauptoder Bezugsabgriffs liegen an einem gemeinsamen Summieranschluß. Zu Prüfzwecken ist für jeden seitlichen Abgriff einschließlich der Inspektionsabgriffe ein Inverterelement vorgesehen, das zur Multiplizierung einer Verzerrungekomponente mit plus oder minus eins dient.

Ein zwei Impulse umfassender Testzyklus wird wiederholt ausgeführt, und zwar vor der Nachrichtenübertragung auf den Übertvagungskanal der mit dem Querabgleicher in Serie liegt. Der erste Impuls jedes Zyklus wird dazu gebracht, über die einstellbaren Dämpfer der inneren Abgriffe zu laufen, also über denjenigen Bereich, der als der Normalbereich des Abgleichers betrachtet werden kann. Aufeinanderfolgend summierte Ausgänge werden, wenn der Impuls

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den Abgleicher durchquert, mit dem Ziel unterteilt, die Polaritätsinformation zu erhalten, die zur Einstellung der Polarität der ****

Inverter sämtlicher Abgriffe einschließlich der äußersten nicht co

einstellbaren Abgriffe verwendet wird. Der zweite Impuls jedes ^ Zyklus wird dann über die Inverter aller seitlichen Abgriffe mit dem Ergebnis übertragen, daß jede Probe des Teetimpelses mit + oder - 1 multipliziert wird, und zwar entsprechend der voraus-

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gegangenen Invertereinstellungen. Die Summen der Produkte sind bei jeder Abtaetzeit proportional zur Steigung der Verzerrung gegenüber der Abgriffeverstärkuhgekurve bei jedem Abgriff, und werden dazu verwendet, die Dämpfe reinetellungen entsprechend weiterzustufen.

Da die Gesamtlänge der Verzögerungeleitung größer ist als ihr variabler TeU, let die außerhalb dee Bereiche des variablen Teils auftretende Verzerrung bei der Einstellung der variablem Dämpfer in Rechnung zu stellen. Jegliche Dampfung, die aber den Abgleicherbereich hinausgeschoben worden ist wobei ein Einzelimpuls-Testzyklus verwendet worden war, let nunmehr zusammen mit der Dämpfung innerhalb des variablen Bereichs minimalisiert.

Jeder Zwei-Impuls-Zyklus reduziert die Restverzerrung um einen Inkrementbetrag lange einer Kurve steilster Neigung. Die minimale Dämpfung, die innerhalb des Bereichs eines Abgleichers gegebener Länge korrigierbar ist, wird erreicht, wenn die Restverzerrung innerhalb eines halben Schritts der Inkrementeinstellung liegt, die an den Dämpfern vorgesehen ist. Dieser Schritt kann so gewählt werden, daß er kleiner ist als der Rauschpegel auf dem geprflftwerdenten Kanal.

Es wird angenommen, daß die Amplitude der hauptsächlichen Signalkomponente am Mittel- oder Hauptabgriff des Querabgleichere während der Testperiode konstantgehalten wird. 90 98 U/ 104 8

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Nach Beendigung der Testperiode verbleiben die variablen Dämpfer im zuletzt hergestellten Zustand, während Nachrichtendaten Ober die nunmehr abgeglichene Vorrichtung übertragen werden. Weder die äußeren Abgriffe noch die Inverter werden während der Übertragung der Nachrichtendaten verwendet.

In Figur 1 ist im einzelnen eine illustrative Aueführungeform eines über einen ausgedehnten Bereich wirksamen automatischen Abgleichers der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform eignet sich für nachträgliche Kanalabgleichung (post-channel equalisation) von Grundbandübertragungsvorrichtungen für synchrone Daten. Ein durch einen solchen Abgleicher abgeglichener Kanal kann ohne weiteres Mehrfachniveau-Signale übertragen und dadurch die äquivalente binäre Übertragungsgeschwindigkeit eines bandbegrenzten Kanals bis zum Vierfachen desjenigen Werts erhöhen« der im nicntabgeglichenen Kanal erhältlich ist. Mit einem enteprechend der erfindungegemäßen Methode eingestellten Querabgleicher kann ein Kanal, der im nichtabgeglichenen Zustand nichteinmal fehlerfrei binäre Daten übertragen wird, *

ο Mehrfachniveau-Übertragung führen. *-

Der übliche Filter-Querabgleicher kann wie in Figur 1 dargestellt as

ist, eine Verzögerungsleitung 14 mit seitlichen Abgriffen auf- ^

weisen, die um gleiche lhkremente der Verzögerung T voneinander entfernt längs der Verzögerungsleitung liegen, ferner variable Multiplier C ., C_Q, C₊. mit einem Eüistellbereich zwischen plus und min us Eine an jedem Abgriff, und eine Summiersammel-

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!leitung 16.-Der Querabgleicher ist ft» wesentlichen eme Anordnungen zum Multiplizieren zeitlich aueeinanderllegeader Proben eines . _,-■ ankommenden Signals mit variablen,: im Bereich zwischen +!und , -1 liegenden Faktoren,, und zum Ktimbinieren der resultierenden; , ·■ Produkte zu einer einzigen Summe ν , ■,..· ;, ' .. .·: ■·;■■■ .-.·

Der Ausdrutfk Multiplier wird hierin zur Bezeichnung einer Schal- : tung verwendet, die einen zwischen +1 und ^l liegenden MulUpli- ■ kationsfaktor liefert- Der Multiplier umfaßt die Kombination fines _v Inverters mit einem Dämpfer» Ein Inverter ist auf eine Multipli-:.: r ι kation mit *lbeschränkt. Ein Dämpfer ist.--aufdie Multiplikation mit einem ^ruchteilsfaktor beschränkt^ der kleiner als 1 ist. ν .-<. <

Ein Übertragungskanal, der für Impulsübertragung mit einer Impmlsfolgegeschwlndigkeit l/T ideal ausgelegt ist, spricht auf einen Einheitsimpuls durch Erzeugen eines neuen Impulses an, der in zeitlicher Hinsicht so einer Dispersion unterworfen ist, daß er reguläre Null-Achse-Durchgänge bei T-Sekundenintervallen besitzt. Nur die Spitze dieser erzeugten Impulsfunktion (peak of the response) hat eine von Null verschiedene Amplitude in einem geeignet gewählten Abtastmoment. Als Folge hiervon wird eine Impulsserle mit zeitlichen Abständen Tohne·Ewieehensymbol-Interferenz '■ empfangen; *'^ν-λ^;^..;.^Λ' iv,^.-.^r„ -;·.«■ .-^h''^* Ζ-'^;'·''-'". "'"■■:;■"■■ ^v-' iv-l··- ,*.*·.·'

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Praktische Kanäle zeigen unterschiedliche Verzögerungs- und Dämpfungseigenschaften hinsichtlich der Frequenz. Daher treten ·. die Nullachse-Durchgänge in der erzeugten Impulsfunktion nicht

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bei gradzahlig auseinanderliegenden Zeitinteryallen T auf. ...

Die erzeugte Impulsfunktion eines praktischen Kanäle sei x(t) , bezeichnet. Seine Teils,tücke oder Proben zu den Zeiten nT werden eine Zeitfolge χ bilden, wobei η sowohl, negative als auch positive ganzzahlige Werte annehmen soll, χ bezeichnet die Haupt- oder Zentralamplitude der Impuls funktion, von der angenommen wird, daß sie auf 1 normiert ist., Die absolute Summe aller übrigen, Werte von χ ist die Anfangs verzerrung, die von einem Querabgleicher .zu korrigieren ist. . .., . - , , ·

Wird die verzerrte Impul β funktion einem Querabgleicher eingegeben, so wird die Zeitfolge χ mit einer Abgriffeverstärkungsfolge C entsprechend den Regeln der polynomischen Multiplikation multipliziert. Die Werte C sind die Multiplikationsfaktoren im Bereich zwischen -4-1 und -1, die von den variablen Multiplier C , C_, C im Abgleicher nach Jgur L geliefert werden. ,, . .,·.·,. «,■■ j,

Ergebnis der Multiplizierung von'der Zeitfolge χ und der

Abgriffsverstärkungsfolge C ist eine neue Zeitfolge h , die doppelt ^jso viel Tenne wie die Eingangsfolge χ besitzt. Die Endverzerrung ^

ist die Summe alle absoluten Werte von h , ausgenommen des «-

η co

Werts am Hauptabgriff der Verzögerungsleitung. Die Abgriffs-

verstflrkungefolge C ist so zu erstellen, daß die Endverzerrung auf ein Minimum reduziert wird. Sie kann nur mit Hilfe eines Querabgleichere unendlicher Länge auf Null reduziert werden. Das Einstellen des Mittelabgriffmultipliers C wird vorzugsweise durch •in« automatische Verstttrkungssteuerung gesteuert, die dazu vor-

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gesehen ist« h_ auf dem Einheitswert zu halten.

Wird die Transversalfilter-Abgriffsveretftrkungefolge C auf der Basis dahingehend bestimmt, dall alle h -Werte, ausgenommen h_, innerhalb des Abgleicherbereiche auf Null-Werte gleichseitig gebracht werden, dann würden außerhalb des Abgleicherbereichs gelegene Werte von h unkompensiert bleiben. Zu diesem Zeitpunkt würde die Verzerrung optimal und notwendigerweise mdnimal sein, wenn nur vorausgesetzt wird, daß - bei Betrachtung der Länge des verfügbaren Abgleichers - die Anfangsverzerrung (x -Folge, χ nicht gleich 0) kleiner als 1 war. Wird der Fall, in dem die Absolutwertsummierung χ (χ ^ 0) gleich χ. ■ 1 als gleichbedeutend mit 100% Verzerrung gesetzt wird, beschrieben, dann würde die vorstehende Methode eine minimale Bidverzerrung nur dann garantieren, wenn die Anfangeverzerrung 100% oder kleiner ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Querabgleicher endlicher Länge automatisch und optimal selbst dann eingestellt werden, wenn die Anfange verzerrung 100% übersteigt. Würfe die frühere Methode in Fällen anzuwenden sein, in denen die Verzerrung 100% aberschreitet, so würde innerhalb des Bereiche der Verzögerungsleitung die Verzerrung in der Tat minimalisiert werden. Jedoch die Verzerrung außerhalb des Bereichs der Verzögerungsleitung kennte großer werden als die Anfangsverzerrung.

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Ee kann gezeigt werden, daß die Ableitung der Verzerrung hinsichtlich einer inkrementweieen Einstellung der Abgriffeverstärkung gleich der Summe der Produkte aller der Verzerrungekomponenten der Eingangefolge χ , auegenommen x_, mit dem Vorseichen (Polarität) der Verzerrungekomponente h der Auegangefolge let. Dieee Ableitung führt zu einem Gradienten, der in Richtung auf einen einzelnen minimalen Verzerrungewert gerichtet let. Würde die zunächet beechriebene Anordnung verwendet, eo würde dieee Ableitung einfach genommen werden als dae Vorzeichen der Verzerrungekomponente h , und zwar unter der Annahme, daß eine jede einzelne Komponente der χ -Folge vernachläeeigbar war gegenüber der Mittelkomponente χ.. Bei der vorliegenden Erfindung wird dieee Annahme nicht mehr gemacht. Bei der zunächet beechriebenen Anordnung könnte ein guter Übertragungekanal auf einen auegezeichneten Kanal abgeglichen werden, während ee mit der Anordnung der Erfindung jedoch möglich iet, auch einen schlechten und unüblichen Kanal zu einem guten zu machen.

Die Anordnung nach Figur 1 iet dafür ausgelegt, zunächet dae

Vorzeichen von h zu bestim men, anechließend die Größe der η

Eingangsverzerrungskomponente χ , wonach eich echließlich eine entsprechende Hnetellung der Multiplier anschließt. Da die χ -Folge unendlich ist, sind zusätzliche Abgriffe außerhalb dee normalen Einstellbereichs als Inspektionepunkte vorgeeehen, und die Auegänge derselben werden in die Bestimmung der C -Kor-90981 kl 1 (H 8

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rekturen eingegeben. Eine unendliche Anzahl von Inspektionsabgriffen ist für einen praktischen Fall glücklicherweise nicht erforderlich, weil nur etwa die doppelte Anzahl der Teiletücke oder Proben der Ausgangsfunktion, für die die Einstellung direkt vorgesehen ist, bedeutsam sind.

In Figur 1 ist ein Querabgleicher mit einer Fünf-Abgriffs-Verzögerungsleitung 14 dargestellt. Die Abgriffe sind mit -2, -1, 0, +1 und +2 bezeichnet. Die Abgriffe sind durch Verzögerungseinheiten 14A bis 14D getrennt, die je gleichförmige Verzögerungszeit T besitzen. Die Verzögerungsleitung ist in der ffgur auf der rechten Seite mit ihrer charakteristischen Impedanz 15 zur Vermeidung von Reflexionen abgeschlossen. Die Verzögerungszeit T ist das Abtastintervall für Daten, die hierüber übertragen werden. Der Mittel- oder Hauptabgriff, der mit Null bezeichnet ist, liegt über einen variablen Dämpfer CL an der Sammelleitung 16. Die inneren Abgriffe -1 und +1 sind in ähnlicherweise mit der Summiersammel leitung 16 über variable Multiplier C ₁ und C₊₁, deren Endeinstellungen zu bewerkstelligen sind, verbunden, ebenso über Inverter I . bzw. I . Die dargestellte Anzahl von Abgriffen dient lediglich zu Erläute runge zwecken. Verschiedene weitere Paare innerer Abgriffe können in bestimmten Fällen wünschenswert sein. Die äußeren Abgriffe, die Inspektioneabgriffe -2 und +2, die an den Enden der Verzögerungeleitung gelegen sind, sind mit der

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Summiersammelleitung 16 über Inverter I _o bzw. I₀ verbunden. Für die äußeren Abgriffe sind keine Dämpfer notwendig. In der Praxis sind äußere, nichteinstellbare Abgriffe in der gleichen Anzahl wie die inneren, einstellbaren Abgriffe, vorgesehen.

Der insoweit beschriebene Teil der Schaltung nach Figur 1 bildet ein übliches Transversalfilter, ausgenommen die nichteinstellbaren äußeren Abgriffe und die gesondertenn Inverter, die lediglich zu Testzwecken vorgesehen sind. Zum Betrieb als ein Abgleicher ifajt/ in Datenübertragungssystemen ist der Eingangsabgriff -2 mit einem Übertragungsmedium 13 und einer Datenquelle 11 verbunden. Vom sendeseitigen Schalter 12 sei angenommen, daß der in der Stellung b geschlossen ist. Die Summiersammelleitung 16 führt zu einem Datenempfänger 17. Der Abgleicher ist in den Zustand, in dem er sich bei der Nachrichtendatenaufnahme befindet, in vereinfachter Form in Figur 4 dargestellt. Es liegen lediglich der Mittelabgriff 0 und die inneren Abgriffe -1 und +1 über die entsprechenden Dämpfer C und Multiplier C und C₊₁ an der Summiereanimelleitung 16 und folglich am Datenempfänger 17.

Der Rest der Figur 1 ist die Schaltung, die zur automatischen Bestimmung der Einstellungen der Dämpfer C . und C erforderlich ist. Die Dämpfer C . und C können zweckmäßig von schrittgesteuerter Art sein, und zwar gesteuert von umkehrbaren Zählern über den Bereich zwischen + und - 1. Die Inverter I. bis

I. sind lediglich Verstärker mit Verstärkungsfaktor 1, die für 9098U/1ÖÄ8

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Te st zwecke vorgesehen sind. Die Kontakte, die von den Betätigungswicklungen des Folgerelais 21 und des Prüf relais 22 be· tätigt werden, sind in hiervon gelöster Form dargestellt und liegen in Serie mit und parallel zu den verschiedenen Dampfer und Inverter.

Das Prflfrelais 22 versetzt im abgefallenen Zustand, also bei offenem Schaltkontakt 23, die Schaltung in den Datendurchlaufzustand der Igur 4. Zu diesem Zeitpunkt sind folgende Kontakte offen: der in Serie mit einem zweistufigen Zähler 20 liegende Arbeitekontakt 22-1, die mit den äußeren Abgriffen -2 und +2 in Serie liegenden Arbeitskontakte 22-2 und 22-3, die parallel zu den Multipliern C . und C₊. liegenden Arbeitekontakte 22-3 und 22-6, die parallel zu den Invertern I . und I₊₁ liegenden Arbeitskontaktseiten der Umschaltkontakte 22-4 und 22-7, und die Arbeitekontakteeite der Umschaltkontakte 22-5 und 22-9. Die Rthekontaktseite der Umschaltkontakte 22-5 und 22-9 verbinden zu diesem Zeitpunkt den Mittelabgriff 0 der Verzögerungsleitung 14 mit der Summier-Sammelleitung 16, bzw. letztere mit dem Datenempfänger 17. In ähnlicherweise entfernen die Ruhekontaktselten der Umschaltkontakte 22-4 und 22-7 die Inverter I . bzw. I durch Kurzschluß aus der Schaltung. Das Prüfrelais zieht auf das Schließen des Schalters 23 hin an, wobei dies Schließen manuell erfolgt oder das Ergebnis einer be st im mten Codefolge der ee ndenten Datenquelle ist. Es fließt dann Strom von der Spannungequelle 24 nach Erde 25 Ober 9098 U/T 048" T= /■■■■■"■;>/;^_y;;/ ^: ^

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die Wicklung des Relais 22. Alle vorstehend erwähnten Relaiskontakte schließen sich dann, einschließlich der Arbeitskontaktseite der Umschaltkontakte 22-4, 22-5, 22-7 und 22-9.

Auf das Schließen der Arbeitskontaktseite des Kontakts 22-9 hin ist die Summier Sammelleitung 16 mit einer Unterteilungs- oder Schwellwertschaltung 18, dessen binärer Ausgang, der auf dem

Leiter 32 erscheint, entweder mit einem Schieberegister 30 oder V

mit einem Schieberegister 31 verbindbar ist, und zwar entsprechend der Stellung dt β Folgerelaie 21. Das Schieberegister 30 hat zumindest soviele Stufen, ee sind die Stufen SRlA, SRlB, SRlD und SRlE, wie Inverter an die Abgriffe der Verzögerungsleitung 14 angeschaltet sind. Das Schieberegister 31 hat zumindest soviele Stufen, es sind dies die Stufen SR2B und SR2D, wie variable Multiplier an die inneren Abgriffe der Verzögerungsleitung 14 angeschaltet sind.

Beide Schieberegister werden durch Impulse mit der Impulsfolgegeschwindigkeit l/T des Zählers 29 Ober einen Leiter 34 weitergestuft. Die Mittelstufen SRlC und SR2B sind leerlaufende Stufen, um den Arbeitstakt einzuhalten und um sämtliche Teiletücke oder Proben zu blockieren, und zwar zu dem Zeitpunkt, indem die Spitze der empfangenen Impulsfunktion sich am Mittelabgriff Null der Verzögerungsleitung 14 befindet, so daß also die Inverter oder Dämpfer nicht beeinflußt werden. Die Stufen SRtA ist gleichfalls eine leerlaufende Stufe, um sicherzustellen, daß die richtigen Teilstflcke 909814/1048

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die Multiplier steuern. Ohne die leerlaufenden Stufen würden bestimmte Schiebeimpulse jedes Zyklus zu blockieren sein. Der hierfür erforderliche Aufwand würde die Schaltung unnötigerweise komplizieren.

Der Zahler 29 wird von einem Taktgeber 26 gesteuert, der seinerseits bei der Nachrichtenbitfolge synchronisiert ist, und zwar auf irgendeine geeignete Weise mit dem sendeseitigen Taktgeber (nicht dargestellt). Der Zähler 29 wird über ein UND-Gatter 28 immer dann aktiviert, wenn ein Testimpuls an der Verzögerungsleitung erscheint. Der Zähler 29 ist dafür ausgelegt, daQ er einen Ausgang am Leiter 34 mit der Bitfolgegeschwindigkeit liefert, und zwar in Synchronismus mit dem Taktgeber 26, sowie einen weiteren Auegang auf einem Leiter 33, nach dem eine vorbestimmte Anzahl Zählungen, N, stattgefunden hat, die von der Länge der Verzögerungsleitung bestimmt ist. Der Zähler wird Über ein Flipflop 27 dahingehend gesteuert, daß er sich nach der vorbestimmten Zählungsanzahl N abschaltet. Das Flipflop 27 wird durch einen am Ende des Übertragungemediums 13 erscheinenden Testimpuls gestellt, wodurch das UND-Gatter 28 aktiviert wird. Das Flipflop 27 wird vom Zähler 29 rückgestellt, und zwar am Ende der vorbestimmten Zählungeanzahl.

Ein Gatter 19 «rbindet die Ausgänge des Schieberegisters 30 mit Relais R ^J _o"bis R.. deren ähnlich numerierte Arbeitekontakt· den

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Zustand der in Serie mit den Verzögerungsleitungeabgriffen liegenden Inverter steuert. Das Gatter wird am Ende der vorbestimmten Anzahl von Zählungen auf dem Leiter 33 aktiviert. Das Gatter 19 verbindet das Schieberegister 31 mit den Multipliern C . und C₊₁ zum entsprechenden Zeitpunkt.

Das Folgerelais 21 wird an einem Flipflop 20 gesteuert, das zwei Zählungen in Synchronismus mit den Testimpulsen am Eingang der Verzögerungsleitung in allgemein bekannter Weise durchführt. Das Relais 21 wirci vom Ausgang "l" des Flipflops 20 gesteuert. Beim Betrieb wird day Testrelais 22 zuerst beim Beginn beispielsweise eines Datenrufs betätigt. Das Übertragungsmedium 13 kann vorteilhafte rweiee eine vermittelte oder eine private Telefonleitungsverbindung sein, die notwendigerweise verschiedene Übertragungseigenschaften für jeden Ruf haben würde. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schalter 12 in die Stellung a umgelegt, so daß die Testimpulsquelle 10 über das Übertragungsmedium 13 einspeist. Die Testimpulse werden unter Impulsfolgegeschwindigkeiten übertragen, die mehrere Vielfache der Datenbitfolgegeschwindigkeit ist, so daß keine Impulsfunktionsteilstücke sich auf der Verzögerungsleitung überlappen. Auf den ersten Impuls hin wechseln die Flipflops 20 und

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27 in den Zustand "l". Das Flipflop Ta ringt das Folgerelais 21 zum anziehen und das Flipflop 27 startet den Zähler 29.

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Dae angezogene Folgerelais 21 entfernt die Inverter I „ und I-aus der Schaltung wegen der Bhekontakte 21-1 und 21-7, öffnet die Nebenschlufiwege der Multiplier C . und C₊₁ wegen der Ruhekontakte 21-2 und 21-5, schließt die Inverter I , und I₊₁ wegen der Kontakte 21-Θ und 21-6 kurz, und schließt einen Stromweg fflr den Dämpfer C. über den Arbeitskontakt 21-4, und verbindet die Unterteilerechaltung 18 mit dem Schieberegister SO Ober den ArbeitskontakteU des Kontakts 21-8.

Die Testschaltung befindet sich nun in dem, in Figur 2 dargestellten Zustand. Nur die inneren einstellbaren Abgriffe und der Mittelabgriff liegen an der Summiersammelleitung 16. Wlhrend des Durchlaufe des Testimpulses durch die Verzögerungsleitung 14 wird das hauptsächliche Teiletück zu jedem in zeitlichem Abstand gelegenen Zeitintervall fiber den Mittelabgriff erhalten, wo der Multiplikationsfaktor auf -Kl gehalten wird. Es erscheinen deehalb die einzelnen Verzerrungskomponenten der Eingangsfolge χ effektiv auf der Summiersammelleitung 16. Diese Komponenten w rden zur Polaritätsbestimmung unterteilt und Polaritätsbit werden in binärer W eise in den verschiedenen Stufen des Schieberegisters gespeichert. Das erste Teilstack, das die Polarität der am frtt- ο

besten ankommenden VerzerrungEkomponente anzeigt, endet auf der ^

Stufe SRlE auf der rechten Seite, wenn der Zähler 29 stopt. Nach- «·

folgende Teiletücke werde η in den Schieberegisterstufen nach links « gespeichert. Nach der vorbestimmten Zahl der Zählungen, N, wird das Gatter 19 aktiviert und es wird der Inhalt des Schiebe-

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registers 30 den Relais R bis R₀ zugeführt, hierdurch werden die Inverter von links nach rechts in Stellungen gebracht, in denen sie Verzerrung kompensieren können, die von der zuletzt ankommenden zur am frühe β ten ankommenden Komponente läuft. Die Verbindungen des Relais sind so , daß eine Anzeige negativer Polarität das entsprechende Relais zum Anziehen bringt und eine positive Anzeige nicht. Hierbei wird angenommen, daß Haltestromkreise (nicht dargestellt) in bequemer Weise vorzusehen sind. Diese Relais steuern ihre gleichnumerierten Kontakte, die parallel zu den verschiedenen Invertern liegen. Eine Anzeige positiver Polarität entfernt den Kurzschluß, so daß das nächste Teilstück durch den zugeordneten Abgriff invertiert wird.

Der nächste über das Übertragungemedium 13 übertragene Prüfimpuls stuft das Flipflop 20 um ehe Zählung weiter und bringt das Folgerelais zum Abfallen. Die Inverter I _o bis I₀ liegen nun provisorisch in der Schaltung (in Ab hängigkeit vom Statue der Relais R . bis R _o, wie diese soeben eingestellt worden sind), und zwar in Serie mit der Summier Sammelleitung 16 über die Ruhekontakte 21-1 und 21-7, wodurch Verstärkungsfaktoren von + oder - 1 erzeugt werden. Die Kurzschlüsse über den Invertern I . und I₊₁ sind durch öffnen der Kontakte 21 -9 und 21-6 entfernt worden. Die Multiplier C und C sind durch das Schließen der Kontakte 21-2 und 21-5 aus der Schaltung durch Kurzschluß entfernt. Der Stromweg zur Summiersammelleitung 16 von Mittelabgriff 0 ist durch den Kontakt 22-5 un-

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terbrochen. Das Schieberegister 31 ist mit dem Ausgang des Unterteilers 18 Ober den Ruhekontaktteil des Kontakts 21-8 verbunden.

Diese Prüfkonfiguration ist die in Figur 3 dargestellte. In dieser Figur sind die Inverter gestrichelt gezeichnet, um anzudeuten, daß ihre provisorische Einschaltung von der Polarität der Teilstücke oder Proben abhängt, die vom vorausgegangenen Testlmpuls abgeleitet warden sind. Wenn der zweite Testimpuls durch die Verzögerungsleitung läuft, werden die zeitlich aueeinanderliegenden aufeinanderfolgenden Proben oder Teiletücke der Eingangsfolge χ mit den Vorzeichen (Polaritätsanzeigen) der Ausgangefolge h multipliziert, die auf den ersten Testimpuls hin bestimmt wird en ist. Die Produkte werden im Unterteiler 18 unterteilt und aufeinanderfolgend im Schieberegister 31 gespeichert. Da ein Zwei-Impufts Zyklus verwendet wird, rührt das unterteilte Produkt, das in der am weitestens links gelegegenen Stufe gespeichert ist, grundsätzlich von einer Multiplikation der Amplitude des letzten Teilstrücks des zweiten Impulses mit der letzten PoIa ritätebe Stimmung eines Teilstücks des ersten Impulses her. Daher sind alle unterteilten Produkte in der richtigen Reihenfolge um die endgültige Multipliereinstellungen zu bewerkstelligen. Insoweit wie die äußeren Abgriffe -2 und +2 in dieser Testkonfiguration liegen, sind Verzerrungskomponenten außerhalb des normalen variablen Bereichs der Verzögerungsleitung 14 in Rechnung gezogen worden. Das Ergebnis ist das,

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daß die Komponenten der Folge h nicht alle auf Null gebracht worden sind, ε ie sind vielmehr auf Null-Werte oder auf von Null abweichende Werte gebracht worden wie die· im Hinblick auf bedeutsame Verzerrungskomponenten geeignet ist, die gerade außerhalb des Bereichs der normalen, variablen Verzögerungsleitung auftreten. Der Inhalt des Schieberegisters 31 wire an die Multiplier C ₁ und C . gegeben, die demgemäß entsprechend in kompensierende Richtung mit azug auf die Verzerrungskomponente gestuft werden.

Nachfolgende Testimpulse sind dahingehend wirksam, daß sie die vorstehend erläuterte Prozedur wiederholen. Jedes Teetimpuls-Paar reduziert die Gesamtverzerrung um einen geeigneten Betrag durch einen am steilsten abfallenden Weg. Auf alle ungf rad zahlig numerierten Impulse hin, befindet sich die Testschaltung im Zustand der Figur 2, wobei die Testinverter nicht in der Schaltung liegen. Auf alle gradzahlig numerierten Impulse hin befindet sich die Testschaltung im Zustand der Figur 3, in dem die Multiplier aus der Schaltung entfernt sind. Jeder Multiplier, der in seine optimale Einstellung vor den anderen gebracht worden ist, wird in zufälligem Gang um seinen optimalen Wert vor oder zurückgestuft.

Da die Information, die die Richtung der durchzuführenden Korrektur angibt, von den ungradtahligen Impulsen abgeleitet wird, kann

die tatsächliche Amplitude der Komponente, die bei den gradfcahligen 9Q98U/KH8

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Impulsen auftreten mit Hilfe einer Substitution des Zwei-Niveau-Unterteilers 18 der Figur 1 durch einen Mehrfachniveau-Unterteiler bestimmt werden. Zugleich wird dae Schieberegister 31 auf entsprechend größere Stufenzahl vergrößert, wobei jede Stufe eine andere binärziffer speichert, die die Niveaus des Mehrfachunterteile rs repräsentieren. Die Dämpfer werden dann um Vielfache des kleinsten Increments gestuft, wodurch die E ndeinstellung schneller erjialten wird. In Fällen ernster Verzerrung kann ein Mehrfachniveauunterteiler notwendig sein, um Konvergenz zu erhalten, und zwar durch Schaffung einer genaueren Steigungsmessung.

Im Hinblick auf optimales Verhalten muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß die Hauptkomponente h des Ausgangs konstant bleibt. Zu diesem Zweck kann der Dämpfer C_ steuerbar gemacht werden. Einzelheiten dieser Steuerung sind weggelassen, da sie nicht zum prinzipieelen Verständnis der Erfindung beitragen.

Grundsätzlich existiert keine Grenze für die Größe des Verzerrungegrads, der durch den automatischen Weitbereicheabgleicher nicht abgeglichen werden könnte. Praktische Begrenzungen hängen von der Größe der Inkrementschritte in den einstellbaren Dämpfern ab, ferner von der Anzahl Inspektionsabgriffe außerhalb des einstellbaren Bereichs des Abgleichere und von der Anzahl Unterteilungeniveau, die bei der Messung der Proben oder Teiletücke der grad-

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zahlig numerierten Impulse verwendet werden.

Die erforderliche Zeit, die zur Vervollständigung der automatischen Abgleichung erforderlich ist und folglich die Anzahl der erforderlichen Test impulse hängt von der Größe der größten Verzerrungeprobe und von der Größe des Dämpferinkremente ab. Diese Zeit wird die Einstellzeit genannt. Die Gegenwart von Leitungsrauschen kann sich zur Einstellzeit addieren und die Endwerte stören. Im Durchschnitt jedoch wird der zufällige Gang um den optimalen Wert den Rauscheffekt kompensieren.

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Claims (5)

1. U87769

   Χζ

   PATENTANSPRÜCHE

   1A Verfahren sum Erhalt optimaler Einatellumg en der Multiplier einte Querabgleicher· mit mehreren Abtaatatellen tür Kompen-•ierung von Verserrungen, die einem Nachricktenaignelimpula beim Durchlauf durch ein Übertragungamedium tberlagert werden, und mit einer Teatimpulaquelle, die an da· entfernte Ende de· übertragungamedium· selektiv anachaltbar iet, dadurch gekennzeichnet, daß daa Verfahren die folgenden, sich wiederholenden Schritte umfaßt:

   Beatimmen und Speichern der Polarität von in seitlichem Abstand gelegenen Proben jedes ungradzahlig numerierten, den Abgleicher durchlaufenden Testimpulses,

   Vervielfachen von im zeitlichen Abstand gelegenen Proben jede· gradzahlig numerierten, das Medium durchlaufenden Teatimpulaea um den Kehrwert der Vorzeichen, der für jede Abtaetstelle gespeicherten Polaritäten und

   inkrementweises Einstellen der Multiplier nach jedem gradzahlig numerierten Teetimpuls entsprechend den Produkten aus den Vorzeichen der Proben der ungradzahlig numerierten Testimpulse und der tatsächlichen Proben der gradzahlig numerierten Testimpulse.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

   mit einer Testimpulsquelle und einem Abgleicher, dadurch gekem-

   90981W1048 bad ot-;g;mal

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   16 /

   zeichnet, daß der .Abgleicher die folgenden Schaltungsbestandteile aufweist:

   einen auf di· den Abgleicher durchlaufenden Impulse ansprechenden

   Detektor (18) sur Bestimmung der Polarität von in seitlichem

   Abstand gelegenen Proben Jedes ungradzahligtn Testlmpulaes,

   der die Multiplier (C^, C_Q, C₊₁) durchlauft, eine Mehrsahl Inverter (¹O'¹!' *+Γ ¹^* ^dl* *** ^#in* •»♦■Ρ*·«*¹·¹¹*· Mehrzahl Abtaststcllen p2, -1, O, +1, 4-2) selektiv anechaltbar sind₄

   eine Einstellachaltung (30, 19, R „, R ,, R.., R.„). die unter der Steuerung dee Detektors die Inverter so einstellt, daß dem durch die entsprechende Probe dargestellten Verzerrungeeffekt entgegengewirkt wird,

   wobei der Detektor zugleich dahingehend wirksam ist, die Amplitude von zeitlich im Abstand gelegenen Proben jedes gradzahlig numerierten Testimpulses, multipliziert um die Einstellungen der Inverter, zu bestimmen, während die Multiplier aus der Schaltung.durch Kurzschluß entfernt sind,

   und unter der Steuerung des Detektors stehende Mittel zur entsprechenden Einstellung zumindest zweier Multiplier (_n , C₁).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die zeitlich auseinanderliegenden Proben der ungradzahlig numerierten Testimpulse zur Steuerung der gegebenenfalls erforderlichen Einschaltung von zumindest des ersten (I J und letzten (I₊₂) 9098U/1048

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   Inverters in Serie mit der entsprechenden ersten (-2) undletzten
   (+2) ^Λ btaststelle des Querabgleiche rs vorgesehen sind, wobei
   zumindest der erste und letzte Inverter außerhalb derjenigen Abtaststellen gelegen ist, an die die Multiplier (C -, C , C) angeschaltet sind, um sicherzustellen, daß jede Multiplier-Einstellung in einer Richtung erfolgt, in der die im Übertragungsmedium (13) auftretende Verzerrung minimalisiert ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

   der Detektor (18) eine bistabile Null-Niveau-Schwellwertschaltung aufweist und daß die Einstellanordnung (30, 19, R _, R _ιΓ R,.»
   R) ein Schieberegister (30) zum Speichern der Polaritätsanzeigen

   "ta

   einzelner Proben der Testimpulse aufweist, ferner Schaltglieder (R _, R .,, R,_i# R. J, die dte effektive Zu- oder Abschaltung der

   — C — 1 +1 "Ti '

   einzelnen Inverter (I₀, I , I , I) im ^Abgleicher ste uern,
   sowie eine Gatterschaltung (19) zum Anschalten der Stufen (SRlA, SRlB, SRlC, SRin, SRlE) des Schieberegisters (30) an die Schaltglieder (R , R , R , R._o), nachdem jeder Teetimpuls den

   — c — 1 +1 +*

   ^ftbgleicher durchquert hat.

   oo o»

   .-·-.".■ ■■■'■■■■.

   CB
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

   Steuereinrichtungen (21) vorgesehen sind, die, auf am Abgleicher ankommende Testimpulse hin, die Multiplier (C j.C-, C A alternierend au« de ί Schaltung des Abgleichers durch Kurzschließen entfernen,und daß eine Taktgabeschaltimg (26, 27, 28, 29), die, auf am Abgleicher ankommende Teetimpulse ansprechend, die Betätigungezeit der Einstellanordnung (30,19, R ., R-, R₊ , R₊.) und der

   Juetiermittel mit Bezug auf das Ankommen der Teetimpulee am Abgleicher steuern.

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