DE1512618C - Verfahren zur Datenübertragung sowie Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine. Schaltungsanordnung zur Datenübertragung unter Verwendung eines Trägers, bei dem die Nachrichten "senderseitig unter eindeutiger Zuordnung der Phasenlage des Trägers zu dem jeweils auszusendenden Signal kodiert werden und empfangsseitig eine Auswertung der auftretenden Phasendifferenzen sowie eine Dekodierung der Nachrichten unter Verwendung der gerade vorliegenden Phasenlage des Trägers als Bezugsgröße zur quantitativen Feststellung einer Pha-. senänderung desselben erfolgt.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Anordnung nach der deutschen Auslegeschrift 1201862 bekannt, bei denen mittels eines Nadelimpulses liefernden Zeitgebers die Amplitude des ankommenden Trägers während jeder Halbwelle mehrmals abgetastet wird, beispielsweise viermal pro Halbwelle. Das Vorzeichen jedes dieser Abtastimpulse wird mit . dem Vorzeichen eines zugeordneten anderen Abtastimpulses verglichen, welcher jeweils um eine bestimmte Anzahl von Halbwellen, später auftritt, beispielsweise um drei Halbwellen später. Bei ungleichen Vorzeichen erhält man hierbei als Vergleichswert den ' Zahlenwert »1«, während für gleiche Vorzeichen der Zahlenwert »0« entsteht. Der Zeitgeber ist hierbei nicht mit dem Träger synchronisiert, da dies einen zusätzlichen Übertragungskanal bedingen ,■ würde, was gerade vermieden werden soll. Ist jedoch der Zeitgeber nicht synchronisiert, so kann es vorkommen, daß z.B. auf eine Halbwelle des Trägers vier Nadelimpulse treffen, während in einer anderen Halbwelle ein' Nadelimpuls mehr oder ein Nadelimpuls weniger auftritt. Derartige Fehler können zwar bei der bekannten Anordnung durch ein Register mit Mehrheitsentscheidung beseitigt werden, jedoch ergeben sich in jedem Fall — selbst bei der Annahme einer idealen Synchronisation von Trägerfrequenz und Nadelimpulsfrequenz — Schwierigkeiten, wenn zu Beginn und am Ende jeder Halbperiode des Trägers die Amplituden der Nadel-■ impulse sehr gering sind, wobei dann gerade diese ohnehin eine geringe Amplitude aufweisenden Nadelimpulse hinsichtlich ihres Vorzeichens noch miteinander verglichen werden sollen. Bei den geringsten Schwankungen der Versorgungsspannungen oder sonstigen Störspannungen ist daher die Sicherheit der Anzeige nicht mehr gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines demgegenüber verbesserten Verfahrens nebst einer Anordnung zur Durchführung desselben, bei dem die Sicherheit der Anzeige auch ohne extrem hohe Anforderungen bezüglich Konstanthaltung der Versorgungsspannung und Störabschirmung gewährleistet ist. Erreicht wird dies dadurch, daß der Träger in seiner ursprünglichen Phasenlage sowie in zumindest einer demgegenüber um + 90° unterschiedlichen Phasenlage zumindest einem Kohärenzdetektor zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße mehreren unterschiedlichen Gleichspannungspegeln gemäß der Anzahl der möglichen Phasenbeziehung der Eingangsgroßen des Kohärenzdetektors entspricht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt daher keine störanfällige Impulsaustastung des ankommenden Trägers, sondern dieser wird vielmehr nach entsprechender Verzögerung um ± 90° dem Kohärenzdetektor zugeführt. Dadurch werden zwangläufig Fehler ausgeschaltet, die gemäß dem Stand der Tech-. nik auf Grund der Impulsmodulation sowie vorzeichenrichtiger Auswertung derselben zwangläufig entstehen können.

Weitere bekannte Verfahren nach dem Stand der Technik benötigen zur Informationsübertragung zusätzlich zu dem Träger zumindest einen Hilfs- oder Synchronisationsträger und sind daher weder mit dem eingangs erläuterten Verfahren nach der deutschen Auslegeschrift 1201 862 noch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vergleichbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber demjenigen nach der' deutschen Auslegeschrift 1201 862 den weiteren Vorteil auf, daß es nicht auf die Auswertung von sinusförmigen Trägerschwingungen beschränkt ist, sondern vielmehr auch auf beliebige andere Wellenformen, beispielsweise Rechteck- oder Sägezahnwellen, anwendbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1, wobei, ^! Spannungen veranschaulicht sind, die an Punkten A bzw. B bzw. C von Fig. 1 auftreten.

In einem (nicht veranschaulichten) Sender wird ein Träger200 gemäß Fig. 2 zum Zwecke der Signalübertragung um je 90° auf 90° bzw. 180° bzw. 270° (vgl. Trägerwellenformen 202, 204, 206 in F i g. 2 A) unstetig in der Phase verschoben, wobei keinerlei zusätzliche Leit- oder Synchronisationsschwingung übertragen wird. Der Träger 200 tritt gemäß F i g. 1 empfangsseitig an einem Eingang 10 eines Empfängers 14 auf. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Wellenformen 200, 202, 204, 206 aufeinanderfolgend an dem Eingang 10 auftreten. Diese Wellenformen erscheinen dann entsprechend auch an einem mit dem Ausgang des Empfängers 14 verbundenen Punkte.

Von dem Punkt Λ verläuft der Träger zu je einem ersten Eingang eines Kohärenzdetektors 16 und eines Kohärenzdetektors 18. Zwischen dem Punkt A sowie einem zweiten Eingang 20 des Kohärenzdetektors 16 ( liegen ein Frequenzvervielfacher 32, welcher eine Frequenzvervielfachung um einen Faktor »4« bewirkt, ein schmales Bandpaßfilter 34, ein um einen Faktor »4« herunterteilender Frequenzteiler 36, ein Oberwellenfilter 38 sowie eine Verzögerungsbaueinheit 40, welche um 90° verzögert. Die Frequenzvervielfachung in dem Frequenzvervielfacher 32 bewirkt eine besonders hohe Trennschärfe in dem Bandpaßfilter 34, was sich zur Vermeidung von Störungen als günstig erweist. Das Oberwellenfilter 38 siebt Oberwellen aus, welche in dem Frequenzvervielfacher 32 sowie dem Frequenzteiler 36 durch Verzerrungen entstanden sein können. Der Ausgang der Verzögerungsbaueinheit 40 liegt über eine zusätzliche Verzögerungsbaueinheit 42, welcher eine weitere Phasenschiebung um 90° bewirkt, an einem zweiten Eingang 24 des Kohärenzdetektors 18.

Die Kohärenzdetektoren 16,18 sind so ausgebildet, daß deren Ausgangsgröße mehreren unterschiedlichen Gleichspannungspegeln gemäß der Anzahl der' ^N möglichen Phasenbeziehungen der Eingangsgrößen entspricht. Die Ausgänge der Kohärenzdetektoren 16, 18 liegen über Filter 44, 46 an einem Punkt B bzw. C. Erscheinen an dem Eingang 10 des Empfängers 14

aufeinanderfolgend Wellenformen 200, 202, 204, 206 gemäß F i g. 2, so ergeben sich Gleichspannungspegel 210,212,218,220 gemäß Fig. 2 an dem PunktB bzw. Spannungspegel 230,232,234,238 an dem Punkt C. Diese Wirkungsweise entsteht dadurch, daß die Verzögerungsbaueinheiten 40, 42 eine solche Verzögerung einführen, so daß eine zu einem bestimmten Zeitpunkt an dem Punkte auftretende Wellenform erst dann an den Eingängen 20 bzw. 24 der Kohärenzdetektoren 16,18 erscheint, wenn an deren ersten Eingängen, die unmittelbar mit dem Punkt A verbunden sind, bereits eine sprunghafte Phasenverschiebung des Trägers erfolgt ist. Die Phasenlage der an den Eingängen 20, 24 der Kohärenzdetektoren 16, 18 liegenden Trägerschwingung stellt also eine Bezugsgröße gegenüber Phasensprüngen dar, die unstetig an dem Punkte erscheinen.

Beiden Kohärenzdetektoren 16,18 ist eine zwei Eingänge aufweisende Vergleichsschaltung 60 mit zwei Ausgängen 62, 64 nachgeordnet, von denen nur jeweils einer in Abhängigkeit von dem Überwiegen der Ausgangsgröße des einen Kohärenzdetektors 16 ■ bzw. 18 gegenüber derjenigen des anderen 18 bzw. .16 signalführend ist. Beiden Ausgängen der Kohärenzdetektoren 16,18 ist ferner je ein besonderer, auf das Vorliegen einer positiven oder negativen Eingangsgröße ansprechender Schwellwertdiskriminator 50, 52 mit je zwei Ausgängen 54, 56 bzw. 58, 59 nachgeordnet, von denen je einer signalführend ist. An den Ausgängen der Schwellwertdiskriminatoren 50, 52 ist angegeben, wann unter Bezugnahme auf die Gleichspannungspegel gemäß Fig. 2B, 2C die Ausgänge jeweils signalführend sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2B, 2C ist also links von der vertikalen 90°-Linie in Fig. 2 lediglich der Ausgang 54 des Schwellwertdiskriminators 50 signalführend; zwischen den vertikalen 90°- und i80°-Linien von Fig. 2 ist der Ausgang 58 des Schwellwertdiskriminators 52 signalführend; zwischen den vertikalen 180°- und 270°-Linien von Fig. 2 ist der Ausgang 56 des Schwellwertdiskriminators 50 signalführend; rechts von der vertikalen 270°-Linie in Fig. 2 ist der Ausgang 59 des Schwellwertdiskriminators 52 signalführend. _:

Jeder der beiden Ausgänge 62, 64 der Vergleichsschaltung 60 ist jeweils mit den ersten Eingängen von zwei zugeordneten UND-Stufen 70, 72 bzw. 74, 76 aus einer Gesamtheit von vier UND-Stufen 70, 72, 74, 76 verbunden. Die vier Ausgänge 54, 56, 58, 59 der beiden Schwellwertdiskriminatoren 50,52 liegen jeweils an einem der zweiten Eingänge der UND-Stufen 70, 72, 74, 76. Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß bei jedem beliebigen Phasensprung der Trägerwelle lediglich eine der vier UND-Stufen 70, 72, 74, 76 am Ausgang signalführend ist. An den Ausgängen der UND-Stufen ist angegeben, wann dies der Fall ist, und zwar sowohl durch die Phasenverschiebung (0°, 180°, 90°, 270°) als auch durch den Gleichspannungspegel (+B, —B, +C, —C). Daher liefert die Gesamtheit der Ausgänge der UND-Stufen 70, 72, 74, 76 eine Signalanzeige, welche in eindeutiger Zuordnung zu der jeweiligen Phasenlage der Trägerwelle steht. Die Signalübertragungsgeschwindigkeit ist durch die Trägerfrequenz bestimmt und kann dieser gleich sein, wenn beispielsweise nach jeder Welle des Trägers ein Phasensprung stattfindet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Datenübertragung unter Verwendung eines Trägers, bei dem die Nachrichten "senderseitig unter eindeutiger Zuordnung der Phasenlage des Trägers zu dem jeweils auszusendenden Signal kodiert werden und empfangsseitig eine Auswertung der auftretenden Phasendifferenzen sowie eine Dekodierung der Nachrichten unter Verwendung der gerade vorliegenden Phasenlage des Trägers als Bezugsgröße zur quantitativen Feststellung einer Phasenänderung desselben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in seiner ursprünglichen Phasenlage sowie in zumindest einer demgegenüber um ± 90° unterschiedlichen Phasenlage zumindest einem Kohärenzdetektor zugeführt wird, dessen Ausgangsgröße mehreren unterschiedlichen Gleichspannungspegeln gemäß der Anzahl der möglichen Phasenbeziehung der Eingangsgrößen des Kohärenzdetektors entspricht.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig an dem einen von zwei Eingängen des Kohärenzdetektors (16) eine Abzweigung (Punkt/1) vorgesehen ist, die über eine Verzögerungsbaueinheit (40) an dem zweiten Eingang (20) des Kohärenzdetektors (16) liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ab-

. zweigung (Punkt A) sowie der Verzögerungsbaueinheit (40) ein Frequenzvervielfacher (32), ein diesem nachgeordnetes Filter (34), vorzugsweise Bandfilter, sowie ein Frequenzteiler (36) zur Rückgängigmachung der Frequenzvervielfachung angeordnet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzteiler (36) ein Oberwellenfilter (38) nachgeordnet ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit zwei über je einen ersten Eingang gemeinsam beaufschlagten Kohärenz-

. detektoren, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang (20) des einen Kohärenzdetektors (16) über eine 90°-Verzögerungsbaueinheit (42) an dem zweiten Eingang (24) des zweiten Kohärenzdetektors (18) liegt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Kohärenzdetektoren*(16,18) eine zwei Eingänge aufweisende Vergleichsschaltung (60) mit zwei Ausgängen (62, 64) nachgeordnet ist, von denen nur jeweils einer in Abhängigkeit von dem Überwiegen der Ausgangsgröße des -einen Kohärenzdetektors gegenüber derjenigen des anderen signalführend ist, daß beiden Ausgängen der Kohärenzdetektoren je ein besonderer, auf das Vorliegen einer positiven oder negativen Eingangs^ größe ansprechender Sch well wertdiskriminator (50, 52) mit je zwei Ausgängen (54, 56; 58, 59) nachgeordnet ist, von denen je einer signalführend ist, und daß jeder der beiden Ausgänge (62, 64) der Vergleichsschaltung jeweils mit den ersten Eingängen von zwei zugeordneten UND-Stufen (70, 72; 74, 76) aus einer Gesamtheit von vier UND-Stufen (70, 72, 74, 76) verbunden ist und die vier Ausgänge der beiden Schwellwertdiskriminatoren jeweils an einem der zweiten Eingänge der UND-Stufen liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen