DE1512520C3

DE1512520C3 - Schaltungsanordnung zum Entzerren von bipolaren, insbesondere ternär codemodulierten Impulsen

Info

Publication number: DE1512520C3
Application number: DE1512520A
Authority: DE
Inventors: Patrick Emile Paris Boutmy
Original assignee: TELECOMMUNICATIONS PARIS SA
Current assignee: TELECOMMUNICATIONS PARIS SA
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1967-06-23
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB1170822A; DE1512520A1; FR1525373A; DE1512520B2; US3492590A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Entzerren von bipolaren, insbesondere ternär codemodulierten Impulsen, mit einer Schaltung zur Bildung unipolarer Taktimpulse in Abhängigkeit von einem durch Gleichrichtung der zu entzerrenden Impulse "gewonnenen Takt und einem Signalgenerator zur Erzeugung von zwei Steuersignalfolgen und Rückstellimpulsen in Abhängigkeit von den Taktimpulsen.

Unter bipolaren Impulsen sind hierbei Impulse zu verstehen, die unterschiedliche Polaritäten aufweisen.

Eine Schaltungsanordnung der vorstehend genannten Art ist aus »The Bell System Technical Journal«, Vol. XLI, Nr. 1, Januar 1962, Seiten 25-97, bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung werden aus den zu ,.<■ entzerrenden, zuvor verstärkten und gleichgerichteten Impulsen Taktimpulse gewonnen, wobei die Entzerrung in der Weise erfolgt, daß ein Vorverstärker einen regelbaren Schwellwert aufweist und ein Impuls von den zu entzerrenden Impulsen an eine nachgeschaltete Detektorschaltung nur weitergegeben wird, wenn der Schwellwert überschritten wird. Die Detektorschaltung besteht hierbei aus zwei UN D-Toren für beide Polaritäten.

Ein Eingang wird jeweils von den Impulsen beaufschlagt, die durch den Schwellwertvorverstärker aus den zu entzerrenden Impulsen abgeleitet werden, während der andere Eingang durch die Taktimpulse getastet wird. Diesen Torschaltungen ist jeweils ein Sperrschwinger nachgeschaltet, der einen Signalanteil der entzerrten Impulse erzeugt, woraufhin die Signalanteile sodann zu dem entzerrten Gesamtsignal zusammengefaßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum Entzerren von bipolaren, insbesondere ternär codemodulierten Impulsen zu schaffen, die unter ^ Verwendung weniger, einfacher Bauelemente, insbesondere angepaßter, an sich bekannter Differentialübertrager, aufbaubar und in einem Frequenzbereich in der Größenordnung von etwa 100 Megabaud mit einem Minimum an Energieverlust bei der Impulsentzerrung betreibbar ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) Zwischen dem Eingangskreis der Anordnung und einer Schaltung zur Rückgewinnung von Taktimpulsen, die in an sich bekannter Weise aufgebaut sein kann, einerseits sowie einem Signalgenerator zur Bildung von Steuerimpulsen und Rückstellimpulse andererseits liegt mindestens eine Weiche, die einen an sich bekannten angepaßten Differentialübertrager aufweist, dessen beide einander gegenüberliegende Eingänge über entgegengesetzt gepolte Dioden mit dem Eingangskreis der Anordnung verbunden sind, dessen einer Ausgang, an dem die Differenz der Eingangssignale ansteht, mit dem Eingang der Taktrückgewinnungsschaltung verbunden ist und dessen anderer Ausgang, an

3 " '■ ■ .4

dem die Summe der Eingangssignale ansteht, mit eines angepaßten pifferentialübertragers,.„.

einem der Eingänge des Steuersignalgenerators Fig.2 das.SymboXdasindenfolgenden lMguren!fur

verbunden ist. einen angepaßten Differentiälübertra^fcr,beispieisweise

b) Der Signalgenerator weist zur Bildung der der in F i g. 1 veranschaulichten AH verwendet ist, Γ._:
Steuersignale einen ersten angepaßten Differen- ■ F i g. 3 schematisch verschiedene Einsatzmogu'chkeir tialübertrager auf, dessen Eingang mit dem ten eines angepaßten ,Differentiaiübe^

Ausgang der Taktrückgewinnungsschaltung ver- weisederin Fig. !(^rgeistelitenArt^'.'.'"■,: V ί,. Y _; .^ ..■

bünden ist und dessen anderer Ausgang, an dem das F i g. 4 ein Blockschaltbild eineir Ausführungsform der

Eingangssignal wieder erscheint, mit dem einen Verstärker-Entzerrer-Anordnung für bipolare

Eingang eines zweiten angepaßten Differential- i" Modulatibns^pU^enacT[iderE^näu^.qnd,.._//^_iL"',.'f'.<ii'¹,

Übertragers verbunden ist, dessen anderer, dem Fig.5 Signalfor^meh,^:*\n_:e'siie/^|4eQ!.'.ye^hi^de^en

ersten Eingang gegenüberliegender Eingang, gege- Stellen a bis ρ der SchaUungsänbrdnung'nach Fig.'4

benenfalls über einen Verstärker, mit dem entspre- auftreten. . ';['.,'...."','.''!.!'. ■ ' ._; ·.":"."."-' . , V

chenden Ausgang der Weiche verbunden ist und an Ein angepaßterpifferentiaiübertragerwie derjenige^

dessen beiden einander gegenüberliegenden Aus- \> dessen Schaltbild zusammen \]ψΛ .dey.zugehpngen

gangen die beiden Steuersignalfolgen erscheinen, Abgleichwiderständen-'In-!Fi'^!,'dargestellt!ist,.wird in

die die Summe bzw. die Differenz der Taktimpulse dem Aufsatz »Some broadband transformer?« von G. L

und bipolarer Impulse ähnlich den zu entzerrenden Ruthroffin »Proceeding of theI. R, EL«, August 1959,

Impulsen darstellen. . S. 1337 bis 1342,!beschrieben.! Diej^lg^.zeig^ eine

c) Der Signalgenerator weist zur Bildung der .'o symbolische Darstellung mit den vier klemmenpaaren Rückstellimpulse einen dritten angepaßten Diffe- ai-bl bis a4-64, wobei die vier Klemmen £l bis ίί>4 rentiaiübertrager auf, dessen Eingang über eine beispielsweise.mit'Massey^^

Verzögerungsschaltung mit dem zweiten Ausgang Die F i g. 3a bis! 3c veranschaulichen.dr^i uhterechiedT

des ersten Differentialübertragers verbunden ist, an liehe Einsatzniögiicnkeiteh eines angepaßten Different

dem Impulse erscheinen, die den Taktimpulsen 2'. tialübertragers der in.Fig.i gezeigten Ar^ von denen

entsprechen, jedoch entgegengesetzte Polarität bei der Schaltungsanordnung\!.nach der Erfindung

besitzen, wobei an den einander gegenüberliegen- Gebrauch gemacht wird. In jedem Falle sind der pjder

den Ausgängen des dritten Differentialübertragers die Eingänge des Achtpqlsdprchpfeilegekeiinzeichnet

zwei identische Rückstellimpulsfolgen auftreten, und ist durch das Zeichen bzw. das Zeichen die Polarität

die gegenüber den Taktimpulsen verzögert sind .«> des an jeden Eingang des Ächtpbls angelegten Signals

und eine der Polarität der Taktimpulse entgegenge- sowie des dabei an, jedem/Ausgang, des Achtpols

setzte Polarität besitzen. erhaltenen Signals angedeutet. Im Fall der Fig.3a hat

d) Es sind bistabile Kippschaltungen mit einem das am einen Ausgang erscheinende Signal die gleiche Ansprechschwellwert vorgesehen, an deren Polarität wie das einzige Eingangssignal* während das Triggereingängen jeweils eine der beiden Steuersi- s> am gegenüberliegenden Ausgang auftretende Signal gnalfolgen und an deren Rückstelleingängen entgegengesetzte Polarität aufweist. Im Falle der jeweils eine der beiden Rückstellimpulsfolgen F i g. 3b haben die an den beiden einander gegenüberlieanliegt und deren Ausgänge jeweils mit dem einen genden Ausgängen erscheinenden Signale die gleiche der beiden einander gegenüberliegenden Eingänge Polarität wie das einzige Eingangssignal. Im Falle der eines angepaßten Differentialübertragers verbun- to F i g. 3c schließlich sind Signale an zwei einander den sind, an dessen beiden Ausgängen die gegenüberliegende Eingänge angelegt und tritt an den entzerrten Impulse in Form zweier Rechteckim- beiden einander ebenfalls gegenüberliegenden Ausgänpulsfolgen erscheinen, von denen die eine (entspre- gen die Summe bzw. die Differenz der Eingangssignale chend den zu entzerrenden Impulsen) bipolar und auf. .

die andere (für besondere Anwendungsfälle) )3 Die schematisch in Fig.4 dargestellte Ausführungsunipolar ist form der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist

für die Entzerrung von Impulsen der in Kurve b der

Es ist bei Impulsentzerrern (US-PS 29 53 641) Fig.5 gezeigten Art bestimmt- Es handelt sich dabei

bekannt, einen zur Wiederherstellung des entzerrten insbesondere um verzerrte Impulse, die am Ende einer

Signals verwendeten bistabilen Multivibrator mit ~>o Übertragungsleitung empfangen werden, an deren

Schwellwertcharakteristik von Nadelimpulsen auszulö- Eingang bipolare Codemodulatipnsimpulse angelegt

sen, die auf das zu entzerrende Signal aufgesetzt sind. werden. Es handelt sich dabei um bipolare Halb-Baud-

Ein wesentlicher Vorteil der Schaltungsanordnung Impulse mit beispielsweise einer Modulations- oder

nach der Erfindung ergibt sich aus der Art der Speisung Telegrafiergeschwindigkeit von 100 Megabaud. In

der Taktrückgewinnungsschaltung, der die zu entzer- r> Fig.5a sind die numerischen Werte dieser bipolaren

renden Impulse über die Weiche zugeführt werden. Die Impulse dargestellt.

einen Bestandteil der Weiche bildenden Dioden Die zu entzerrenden Impulse b werden an die

unterdrücken auf Grund eines Schwellwerteffektes Klemmen 6 und 7 der Schaltungsanordnung nach F i g. 4

einen wesentlichen Anteil des Rauschens, das die zu angelegt, nachdem sie einen signalformenden Verstär-

entzerrenden Impulse stört. Die Taktrückgewinnungs- w> ker 1 durchlaufen haben. Die zu entzerrenden Impulse b

schaltung selbst kann z. B. in an sich bekannter Weise gelangen dabei an den Eingang einer Weiche 2, deren

aus der Reihenschaltung eines Bandfilters, eines einer Ausgang 17-18 mit dem Eingang 19-20 einer

Tunneldiodenoszillators und einer ebenfalls aus Tunnel- Taktrückgewinnungsschaltung 3 verbunden ist und

dioden aufgebauten Formerschaltung bestehen. deren zweiter Ausgang 15, 16 an den ersten Eingang

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im tn 31-32 eines Signalgenerators 4 angeschlossen ist, dessen

folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen näher zweiter Eingang 39-40 mit dem Ausgang 24-25 der

erläutert. Es zeigt Taktrückgewinnungsschaltung 3 verbunden ist. Die vier

Fig. V das Schaltbild einer bekannten Ausführung Ausgänge 51-52,56-57,65-66 und 67-68des Signalgene-

rators 4 sind an die vier Eingänge 53-54,58-59,61-62 und 63-64 eines Impulsgenerators 5 zur Erzeugung der entzerrten Impulse angeschlossen.

Im folgenden ist der Aufbau der verschiedenen Schaltungsgruppen 2 bis 5 näher erläutert.

Die Ausgangsklemme 6 und 7 des signalformenden Verstärkers 1 sind über zwei Dioden 8 und 9 mit dem Eingang der Weiche 2 verbunden. Die Diode 8 läßt den positiven Teil der zu entzerrenden Impulse b durch, der dem ersten Eingangsklemmenpaar 10, 11 eines angepaßten Differentialübertragers 12 zugeführt wird, der beispielsweise entsprechend F i g. 1 ausgebildet ist (Kurve c in Fig.5). In entsprechender Weise läßt die Diode 9 den negativen'Teil der zu entzerrenden Impulse b durch, der den Eingangsklemmen 13 und 14 des Übertragers 12 zugeleitet wird (Kurve d).

Außer der Auftrennung der Impulse entsprechend ihrer Polarität sorgen die Dioden 8 und 9 infolge ihres Ansprechschwellwerts für eine erste Stufe der Impulsentzerrung.

Entsprechend den oben angegebenen Eigenschaften des angepaßten Differentialübertragers bei Einsatz gemäß Fig.3c werden an den Ausgangsklemmen 15 und 16 des Übertragers 12 Impulse erhalten, die den zwischen den Klemmen 6 und 7 angelegten, zu entzerrenden Impulsen ähnlich sind (Kurve f), während an den Ausgangsklemmen 17 und 18 Impulse anstehen, wie sie durch Gleichrichtung der zu entzerrenden Impulse erhalten werden (Kurve e). Die Klemmen 17 und 18 sind mit den Eingangsklemmen 19 und 20 der Taktrückgewinnungsschaltung 3 verbunden, die in bekannter Weise aus einem Bandfilter 21 besteht, dem ein Tunneldiodenoszillator 22 nachgeschaltet ist, der seinerseits mit einer ebenfalls aus Tunneldioden aufgebauten Formerschaltung 23 verbunden ist, deren Ausgangsklemmen 24 und 25 den Ausgang der Taktrückgewinnungsschaltung 3 bilden. Zwischen den Klemmen 24 und 25 wird eine Folge von positiven kurzen Impulsen erhalten (Kurve g), deren Folgefrequenz gleich der Modulationsfrequenz der zu entzerrenden Impulse ist. Die Klemmen 15 und 16 sind mit den Eingangsklemmen 26 und 27 eines Verstärkers 28 verbunden, dessen Ausgangsklemmen 29 und 30 an die Eingangsklemmen 31 und 32 eines weiteren Differentialübertragers 33 angeschlossen sind, der einen Teil des Signalgenerators 4 bildet. An die gegenüberliegenden Eingangsklemmen 34 und 35 des Übertragers 33 werden positive Taktimpulse angelegt, die den am Ausgang der Schaltung 3 gewonnenen Impulsen (Kurve g) identisch sind. Die Klemmen 34 und 35 sind nämlich mit den Ausgangsklemmen 36 und 37 eines weiteren Differentialübertragers 38 verbunden, der ebenfalls einen Teil des Signalgenerators 4 bildet und dessen Eingangsklemmen 39 und 40 mit den Ausgangsklemmen 24 und 25 der Schaltung 3 verbunden sind. Das zweite Ausgangsklemmenpaar 41 und 42 dieses entsprechend F i g. 3a arbeitenden Differentialübertragers 30, an dem ebenfalls den Impulsen g entsprechende, jedoch negative Taktimpulse (Kurve h) erhalten werden, ist an die Eingangsklemmen 43 und 44 einer Verzögerungsschaltung 45 angeschlossen. Für den Fall, daß es sich bei den empfangenen Impulsen um bipolare Halb-Baud-Impulse mit einer Modulationsgeschwindigkeit von 100 Megabaud handelt, wird die von der Schaltung 45 bewirkte Verzögerungszeit derart gewählt, daß die an den Ausgangsklemmen 46 und 47 auftretenden Taktimpulse (Kurve i) gegenüber den an den Klemmen 36 und 37 anstehenden positiven Taktimpulsen g um eine Zeit

spanne verzögert sind, die ungefähr gleich der halben Wiederholperiode τ ist, also in dem obengenannten Zahlenbeispiel bei 5 Nanosekunden liegt.

Die Klemmen 46 und 47 sind mit den Eingangsklemmen 48 und 49 eines weiteren Differentialübertragers 50 verbunden, der ebenfalls einen Teil des Signalgenerators 4 bildet. Der angepaßte Differentialübertrager 50 wird entsprechend F i g. 3b eingesetzt, so daß an den Ausgangsklemmen 65 und 66 sowie an den Ausgangsklemmen 67 und 68 ein Signal erhalten wird, das identisch dem Eingangssignal, d. h. den Impulsen /', ist, die negativ und, wenn es sich bei den empfangenen Signalen um Halb-Baud-Signale handelt, um τ/2 gegenüber den positiven Impulsen g verzögert sind, die an den Klemmen 34 und 35 des Differentialübertragers 33 anliegen. Das erste Ausgangsklemmenpaar 51 und 52 des Übertragers 33, an dem die Summe der zu entzerrenden Impulse /und der positiven Taktimpulse g ansteht (Kurve j% ist an das Triggereingangsklemmenpaar 53 und 54 einer einen Ansprechschwellwert aufweisenden bistabilen Kippschaltung 55 angeschlossen, die einen Teil des Impulsgenerators 5 bildet. Das zweite Ausgangsklemmenpaar 56 und 57 des angepaßten Differentialübertragers 33, an dem die Differenz der positiven Taktimpulse g und der zu entzerrenden Impulse /(Kurve k) entsteht, ist mit dem Triggereingangsklemmenpaar 58 und 59 einer einen Ansprechschwellwert aufweisenden bistabilen Kippschaltung 60 verbunden, die ebenfalls einen Teil des Impulsgenerators 5 bildet. Die Rückstelleingangsklemmenpaare 61 und 62 sowie 63 und 64 der Kippschaltungen 55 und 60 sind mit den Ausgängen 65 und 66 sowie 67 und 68 des Differentialübertragers 50 verbunden.

Wenn die Kippschaltungen 55 und 60 anfangs die Ruhelage einnehmen, steht an ihren Ausgangsklemmen 69 und 70 sowie 71 und 72 keine Spannung an. Gelangt an das Eingangsklemmenpaar 53 und 54 oder 58 und 59 ein positiver Impuls, dessen Pegel einen bestimmten Ansprechschwellwert S überschreitet (Kurven j und k), in der Praxis ein Pegel, der über dem Pegel der zu entzerrenden Impulse und der Taktimpulse, jedoch unterhalb des Minimalpegels liegt, der von der Summe der zu entzerrenden Impulse und der Taktimpulse erreicht wird, wird die betreffende Kippschaltung umgestoßen, so daß eine positive Spannung zwischen ihren Augangsklemmen erscheint. Auf Grund des Ansprechschwellwerts S der Kippschaltungen 55 und 60 wird der störende Einfluß von Rauschen auf die Impulsentzerrung wirksam unterdrückt. Die Kippschaltung wird anschließend mittels eines verzögerten negativen Impulses / in ihre Ausgangslage zurückgebracht. Dieser Impuls / erscheint an dem anderen Eingangsklemmenpaar 61 und 62 oder 63 und 64 nach einer auf die Verzögerungsschaltung 45 zurückzuführenden Verzögerungszeit von τ/2. Die Ausgangsklemmen 69 und 70 der Kippschaltung 55 sind an die Eingangsklemmen 73 und 74 eines angepaßten Differentialübertragers 75 angeschlossen, dessen gegenüberliegende Eingangsklemmen 76 und 77 mit den Ausgangsklemmen 71 und 72 der Kippschaltung 60 verbunden sind. An den zugleich die Ausgangsklemmen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bildenden Ausgangsklemmen 78 und 79 des Differentialübertragers 75 erscheinen dementsprechend bipolare entzerrte Impulse (Kurve n).

Für bestimmte Anwendungszwecke, beispielsweise zum Aufbau einer Fernortungsvorrichtung, dienen die weiteren Ausgangsklemmen 80 und 81 des Übertragers

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75 ebenfalls als Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung, an denen entzerrte unipolare Impulse abgenommen werden können (Kurve o). Erforderlichenfalls können Verstärker zwischen die Kippschaltungen 55, 60 und den angepaßten Differentialübertrager 75 oder zwischen die Ausgangsklemmen des Übertragers 75 und die Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung eingefügt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

»ft ·

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zum Entzerren von bipolaren, insbesondere ternär codemodulierten Impulsen, mit einer Schaltung zur Bildung unipolarer Taktimpulse in Abhängigkeit von einem durch Gleichrichtung der zu entzerrenden Impulse gewonnenen Takt und einem Signalgenerator zur Erzeugung von zwei Steuersignalfolgen und Rückstellimpulsen in Abhängigkeit von den Taktimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingangskreis (l);d.ef^Schaltüngsanordnung und der Schaltung (3} zur¹ .Rückgewinnung ider Taktimpulse (g) einerseits sowie dem Signalgenerator (4) zur Erzeugung der Steuersignalfolgen (j, k) und Rückstellimpulse (i) andererseits mindestens eine Weiche

(2) liegt, die einen an sich bekannten angepaßten Differentialübertrager (12) aufweist, dessen beide einander gegenüberliegenden Eingänge (10,11 bzw. 13, 14) über entgegengesetzt gepolte Dioden (8, 9) mit dem Eingangskreis (1) der Anordnung verbunden sind, dessert einer Ausgang (17, 18), an dem die Differenz (e) der Eingangssignale (c, d) entsteht, mit dem Eingang (19,20) der Taktrückgewinnungsschaltung (3) verbunden ist und dessen anderer Ausgang (15, 16), an dem die Summe (c+d) der Eingangssignale (c, ^entsteht, mit einem der Eingänge (31,32) des Steuersignalgenerators (4) verbunden ist, daß der Signalgenerator (4) zur Bildung der Steuersignale'& feinen ersten angepaßten Differentialübertrager (38) aufweist, dessen Eingang (39, 40) mit dem Ausgang (24, 25) der Taktrückgewinnungsschaltung

(3) verbunden ist und dessen einer Ausgang (36,37), an dem das Eingangssignal (g) wieder erscheint, mit dem einen Eingang (34, 35) eines zweiten angepaßten Differentialübertragers (33) verbunden ist, dessen anderer, dem ersten Eingang gegenüberliegender Eingang (31, 32) mit dem entsprechenden Ausgang (15,16) der Weiche (2) verbunden ist und an dessen beiden einander gegenüberliegenden Ausgängen (51,52 bzw. 56, 57) die beiden Steuersignalfolgen (j, k) erscheinen, die die Summe bzw. die Differenz der Taktimpulse (g) und bipolarer Signale (f) ähnlich den zu entzerrenden Signalen (b) darstellen, daß der Signalgenerator (4) zur Bildung der Rückstellimpulse (i) einen dritten angepaßten Differentialübertrager (50) aufweist, dessen Eingang (48, 49) über eine Verzögerungsschaltung (45) mit dem zweiten Ausgang (41, 42) des ersten Differentialübertragers (38) verbunden ist, an dem Impulse (h) erscheinen, die den Taktimpulsen (g) entsprechen, jedoch entgegengesetzte Polarität besitzen, wobei an den einander gegenüberliegenden Ausgängen (65, 66 und 67, 68) des dritten Differentialübertragers (50) zwei identische Rückstellimpulsfolgen (i) auftreten, die gegenüber den Taktimpulsen (g) verzögert sind und eine der Polarität der Taktimpulse entgegengesetzte Polarität besitzen, und daß zwei bistabile Kippschaltungen (55, 60) mit einem Ansprechschwellwert (S) vorgesehen sind, an deren Triggereingängen (53, 54 bzw. 58, 59) jeweils eine der beiden Steuersignalfolgen (J, k) und an deren Rückstelleingängen (61, 62 bzw. 63, 64) jeweils eine der beiden Rückstellimpulsfolgen (i) anliegt und deren Ausgänge (69,70 bzw. 71,72) jeweils mit dem einen der beiden einander gegenüberliegenden Eingänge (73, 74 bzw. 76, 77) eines angepaßten Differentialübertragers (75) · verbunden sind, an dessen beiden Ausgängen (78, 79 bzw. 80, 81) die entzerrten Impulse in Form zweier Rechteckimpulsfolgen (π, ο) erscheinen, von denen die eine entsprechend den zu entzerrenden Impulsen (b) bipolar und die andere unipolar ist.