DE1537126B2 - Tenäres Codiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ternäres Codiersystem und insbesondere ein Codiersystem für natürliche ternäre Codes.

Bisher werden die Folgevergleichscodieranordnung mit Rückkopplung, die Zählcodieranordnung, die Elektronenstrahlröhrencodieranordnung, die Kaskadencodieranordnung usw. als binäre Codieranordnungen verwendet. Von diesen Anordnungen sind die Elektronenröhrencodieranordnung und der Kaskadencodierer insbesondere für die Codierung mit hoher Geschwindigkeit geeignet. Jedoch erfordert die Elektronenröhrencodieranordnung, die einen Elektronenstrahl verwendet, eine heiße Kathode, um thermische Elektronen auszusenden, und die Röhre muß mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden.

Diese Forderungen stehen einer Verringerung der Abmessungen und der Kosten der Röhre entgegen. Auch ist diese Anordnung auf Grund der kurzen Betriebslebensdauer nachteilig. Unter diesem Gesichtspunkt ist der Kaskadencodierer, der die Verwendung von integrierten Schaltungen erlaubt, für die Codierung mit hoher Geschwindigkeit am besten geeignet. Bei dem Kaskadencodierer sind eine Anzahl von Einheitskreisen in Kaskade geschaltet und wirken derart, daß die Eingangssignalwelle umgesetzt wird, um die Signalamplitude mit einem vorbestimmten Schwellenpegel zu vergleichen und einen codierten Signalausgang 0 oder 1 entsprechend den Ergebnissen des Amplitudenvergleichs zu erzeugen. Bei einem Codierer dieser Art wird ein PAM-Signal dem Eingang des ersten Einheitskreises zugeführt, und die Codieroperation für das Signal endet, wenn das Signal in jeder Stufe umgesetzt ist und die letzte Stufe erreicht. Wie erwähnt worden ist, kann diese Anordnung integrierte Schaltungen als Schaltungselemente verwenden und ist für die Codierung mit hoher Geschwindigkeit geeignet.

Diese Codieranordnung ist jedoch auch deshalb nachteilig, weil die erforderliche Anzahl von Einheitskreisen ansteigt, wenn die Zahl der Stellen des Eingangssignals ansteigt.

Obwohl der Schaltungsaufbau eines binären Kaskadencodierers in Abhängigkeit von dem Codiermuster unterschiedlich ist, z. B. der Unterschied zwischen natürlichem Code, Gray-Code und FaIt-Code, muß ein Vollweggleichrichter, der ein nichtlineares Element ist, bei Codierern für den Gray-Code und den Falt-Code verwendet werden, und Verstärker werden in den Einheitskreisen für alle Codearten verwendet. Der Vollweggleichrichter und die Verstärker erzeugen eine Einschwingwelle, deren Einschwingzeit ansteigt, wenn die Zahl der Stufen ansteigt, und es ist eine viel größere Zeit erforderlich, um den Normalzustand zu erreichen, wenn die Zahl der erforderlichen Stufen ansteigt, wodurch die Anwendung der Anordnung für die Codierung mit hoher Geschwindigkeit eingeschränkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Codiersystem zu schaffen, deren Eingangssignale im natürlichen ternären Code an Stelle des binären Codes codiert sind. Gemäß der Erfindung ist das ternäre Codiersystem in Kaskadenform mit Schaltkreisen in einer Anzahl gleich der Zahl der codierten Codestellen, die in Kaskade geschaltet sind, zum Ausführen einer Codierung, bei dem analoge Signale an den ersten Schaltkreis angelegt werden, diese analogen Signale nach geeigneter Umformung zu dem letzten Schaltkreis geführt werden und die Ermittlung der jeweiligen Codestelle aus den analogen Signalen in jedem Schaltkreis bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schaltkreis zwei Vergleichsschaltungen mit verschiedenen Bezugspegeln die Eingangssignale mit den Bezugspegeln vergleichen und Codierimpulse erzeugen und daß jeder Schaltkreis einen der vorbestimmten beiden Bezugspegel oder keinen von beiden zu den Eingangssignalen entsprechend dem Ergebnis

ίο des Vergleichs durch die Vergleichsschaltungen addiert und die Eingangssignale dreimal verstärkt und ein analoges Ausgangssignal erzeugt. .

Bei diesem Codiersystem sind Vollweggleichrichter in den Einheitskreisen nicht erforderlich, wodurch der Einfluß der Einschwingwellen verringert wird. Die ternäre Codierung verringert auch die erforderliche Anzahl der Einheitskreise. Deshalb kann mit dem Codiersystem nach der Erfindung eine Codierung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt das Codemuster der natürlichen ternären Codes. Das PAM-Signal wird in PCM-Codes umgekehrt, die aus den Pegeln +1,0 und — 1 bestehen. F i g. 2 zeigt die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie des Einheitskreises nach der Erfindung, wobei die Abszisse die Eingangsamplitude und die Ordinate die Ausgangsamplitude zeigen. In den Figuren stellt ± Vm die maximal erhältliche Amplitude dar. Wenn die Eingangssignalamplitude mit den Schwellwert-

" pegeln -I—γ und j- in einem Einheitskreis mit

der dargestellten Eingangs-Ausgangs-Kennlinie verglichen wird, kann das Eingangssignal in einen Code von +1, 0 oder —1 umgekehrt werden. Gemäß F i g. 3 enthält die Ausführungsform nach der Erfindung eine erste Vergleichsschaltung COMPl, eine zweite Vergleichsschaltung COMF1, einen Umsetzer COK, der die binären Eingangscodes in ternäre Codes umwandelt, erste und zweite Impulsgeneratoren PA1 und PA 2, erste und zweite bistabile Multivibratoren FFl und FF2, eine erste und eine zweite Polaritätsumkehrschaltung UPl und UP2, einen analogen Verzögerungskreis DL mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit, einen Verstärker AMP in dem Einheitskreis, der das Eingangssignal dreifach verstärkt, wobei genau genommen der Verstärkungsfaktor unter Berücksichtigung der Signaldämpfung in anderen Elementen etwas höher als 3 ist, einen Eingangsanschluß AN, einen Ausgangsanschluß AUS, einen Codeausgang B und einen Rückstellanschluß R, der verwendet wird, um die bistabilen Multivibratoren FFl und FF2 zurückzustellen.

Die Bezugspannung der ersten Vergleichsschaltung

COMPl wird als +-y-und die entsprechende Spannung der Vergleichsschaltung COMP2 als —γ

bestimmt. Die Ausgangssignale dieser Vergleichs-Schaltungen werden in den Impulsformeinrichtungen PA1 und PA 2 jeweils in einen zweipegeligen Impuls (1 oder 0) geformt, der dem Umsetzer COV zugeführt wird. Die Umsetzerschaltung besteht aus logischen Kreisen, die in Übereinstimmung mit den Ausgangszuständen der Impulsformeinrichtungen PA1 und PA2 einen dreipegeligen PCM-Impuls abgeben. Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen COMPl und C0MP2 werden gleichzeitig den bistabilen

Multivibratoren FFl und FF 2 zugeführt, um die Vorspannungs - Polaritätsumkehrschaltungen UP 1 und UP 2 zu steuern.

Jeder bistabile Multivibrator hat zwei stabile Zustände EIN und AUS, und der Multivibrator wird auf EIN geschaltet, wenn der Ausgangspegel der Vergleichsschaltung 1 ist. Ein getrennt erzeugter Rückstellimpuls wird, unmittelbar bevor das folgende ' Ausgangssignal der Vergleichsschaltung zugeführt wird, dem Rückstellanschluß R zugeführt, um die bistabilen Multivibratoren zurückzustellen. Der Anschluß V ist der Vorspannungsanschluß.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise wird dem Anschluß 1021 eine Spannung von Vm __ „.,_ , ,. ,_. . ,.. ,

γ zugeführt, wenn die Eingangssignalamplitude

Vm
größer als + —γ ist, und die Vorspannung wechselt nach -1—γ, wenn die Eingangsspannung kleiner als

20

—γ ist. Umgekehrt wird eine Spannung von —γ dem Anschluß 1022 zugeführt, wenn das Eingangs-

Vm
signal größer als —γ ist, und die Anschlußspannung

Vyyi

wechselt nach H—γ, wenn die Eingangssignalspannung kleiner als ~ ist.

Die den Anschlüssen 1021 und 1022 zugeführten Vorspannungen werden in dem Summenverstärker SA zusammen mit dem verzögerten Eingangssignal am Anschluß 1023 addiert. Der Verzögerungskreis wird verwendet, um die Eingangssignaltaktgebung in bezug auf die verzögerte Zeit (Zugriffzeit) in den Vergleichs-Schaltungen COMF1 und C0MP2, den bistabilen Multivibratoren FFl und FF 2 und dem Vorspannungsspeisekreis zu kompensieren. Das in dem Kreis SA zu der Vorspannung addierte Signal wird in dem Verstärker AMP dreifach verstärkt und dem Ausgangsanschluß AUS zugeführt. Das Ausgangssignal wird dem Eingangsanschluß AN des nachfolgenden Einheitskreises zugeführt, der denselben Aufbau hat. Auf diese Weise kann das Eingangssignal codiert werden.

Wie beschrieben worden ist, vergleicht der Einheitskreis gemäß der Erfindung den Eingangssignalpegel in zwei Vergleichsschaltungen, die unterschiedliche Vergleichspegel aufweisen, um einen Ausgangsimpuls zu erzeugen. Der Einheitskreis addiert des weiteren die Vorspannung gemäß den Vergleichsergebnissen und verstärkt den Signalpegel dreifach.

Wenn die Schaltungsoperation vom Eingangssignal her gesehen wird, wird das Signal nur zu der Spannung addiert und verstärkt, und die Zahl der Einheitskreise wird im Vergleich zu bekannten Schaltungen verringert, wodurch der Einfluß der Einschwingwellen verringert wird und eine Signalcodierung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ternäres Codiersystem in Kaskadenform mit Schaltkreisen in einer Anzahl gleich der Zahl der Codestellen, die in Kaskade geschaltet sind, zum Ausführen einer Codierung, bei dem analoge Signale an den ersten Schaltkreis angelegt werden, diese analogen Signale nach geeigneter Umformung zu dem letzten Schaltkreis geführt werden und die Ermittlung der jeweiligen Codestelle aus den analogen Signalen in jedem Schaltkreis bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schaltkreis zwei Vergleichsschaltungen mit verschiedenen Bezugspegeln die Eingangssignale mit den Bezugspegeln vergleichen und Codierimpulse erzeugen und daß jeder Schaltkreis einen der vorbestimmten beiden Bezugspegel oder keinen von beiden zu den Eingangssignalen entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches durch die Vergleichsschaltungen addiert und die Eingangssignale dreimal verstärkt und ein analoges Ausgangssignal erzeugt.

2. Codiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugspegel der beiden

Vergleichsschaltungen + -=- und —γ gemacht werden, wenn der Amplitudenbereich der Eingangssignale -Vm bis +Fm gemacht wird.

3. Codiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorspanjiungsbetrag

Vm — -γ ist, wenn die Eingangssignale größer als

+ -γ sind, und daß der Betrag +-γ ist, wenn

Vm
die Eingangssignale kleiner als +-γ sind, und

Vm
daß der zweite Vorspannungsbetrag —γ ist,

Vm
wenn die Eingangssignale größer als γ sind,

und daß der Betrag -1—γ ist, wenn die Eingangs-

Vm
signale kleiner als —■ -=- sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen