DE1537187B2 - Einrichtung zur feststellung von impulsen, insbesondere eingangsschaltung fuer pcm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feststellung von bipolaren Impulsen binärcodierter Nachrichten, die zwei die positiven und negativen Impulse getrennt verarbeitende Kanäle aus jeweils mindestens einem Verstärker und einer nachfolgenden Gleichrichterstufe und ferner eine für beide Kanaleingangskreise gemeinsame Anordnung aufweist, welche eine von den bipolaren Impulsen abgeleitete Gleichspannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und die resultierende Differenzspannung als Schwellenspannung für die bipolaren Impulse abgibt, derart, daß an den Kanalausgängen Ausgangsimpulse mit konstanter Vorderflankenphasenlage auftreten, insbesondere Eingangsschaltung für PCM-Regenerativverstärker.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der deutschen Auslegeschrift 1156 848 bekannt. Diese Einrichtung empfängt positive und negative Impulse und ist so geschaffen, daß sie einen positiven Impuls als Binärwert 1 und einen negativen Impuls als Binärwert 0 auswertet. Zu diesem Zweck werden die positiven und negativen Impulse in jeweils zugeordneten Kanälen differenziert und die resultierenden nadeiförmigen Impulsspannungen kanalweise an zwei Eingänge einer Flipflopschaltung gelegt, die mit den Impulsspannungen des einen Kanals ein- und mit den Impulsspannungen gleicher Polarität des anderen Kanals ausgeschaltet wird. Der Einzustand der Flipflopschaltung wird dabei als Binärwert 1 und der Auszustand wird als Binärwert 0 gewertet.

Jeder Kanal weist dabei eine Eintaktverstärkerstufe mit eigenem Vorspannungsnetzwerk auf. Den beiden Kanälen ist eine Schaltungsanordnung zugeordnet, die eine von den bipolaren Impulsen abgeleitete Gleichspannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und die resultierende Differenzspannung als Schwellenspannung für die bipolaren Impulse an die Eingangskreise der Kanäle abgibt, und zwar derart, daß an den Kanalausgängen Ausgangsimpulse mit konstanter Vorderflankenphasenlage auftreten.

Die Aufgabe, eine obengenannte Einrichtung zu schaffen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Kanäle durch symmetrische Gegentakthalbstufen gebildet und die Ausgänge der Gleichrichterstufen zusammengeschaltet sind und daß die Impulse am gemeinsamen Ausgangspunkt der Gleichrichterstufen für die Bildung der von den bipolaren Impulsen abgeleiteten Gleichspannung und nach Impulsformung als Ausgangsimpulse der Einrichtung verwendet sind. Für den Gegentaktverstärker gemäß der Erfindung ist im Gegensatz zum Bekannten nur ein Vorspannungsnetzwerk erforderlich. Durch den Abgriff der Spannung für die Amplitudenregelung am gemeinsamen Ausgang der Gleichrichterstufen ist nicht wie beim Bekannten ein zusätzlicher Verstärker nötig. Die beim Kanaldurchlauf möglicherweise auftretenden Abweichungen der Impulsbreite können durch eine derartige Amplitudenregelung ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird nun an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 a bis Id Diagramme von Signalen, die an

verschiedenen Punkten der Anordnung auftreten, und F i g. 2 ein genaues Schema eines Feststellkreises.

In der F i g. 1 a ist voll ausgezogen (Kurve 1) die ideale Form der Signale dargestellt, die bei einem Binärwert 1101 empfangen werden und mit einer gestrichelten Linie (Kurve 2) die Form der Signale, die in Wirklichkeit empfangen wird und bei der man eine Störung der Amplitude und Phase hat sowie ein Störgeräusch (das Signal ist beim Empfang einer O nicht auf dem Wert O). Man erkennt, daß die erste negative Halbwelle des Signals eine 'Amplitude hat, die größer als der Idealwert ist und auch größer als die nächste positive Halbwelle und daß ein schlecht gewählter Wert für die Feststellschwelle Fehler hervorrufen kann. Andererseits erkennt man, daß dann, wenn man den Wert dieser Schwelle an den der Signale anpaßt, solche Fehler vermieden werden kön-

nen. Wenn man andererseits den Wert der Schwelle entsprechend wählt, kann man Signale erhalten, die nach einer Neuformung eine mittlere normalisierte Dauer von iO/2 haben.

Es wird jetzt in erster Näherung angenommen, daß jedes Signal, das einer Ziffer 1 entspricht, eine halbe Sinuswelle mit einer Dauer /O in der Basis hat. Wenn man die Feststellschwelle auf einen Wert festlegt, der der Hälfte der Spitzenamplitude des Signals entspricht — dies entspricht einem Signal zu Geräusch Verhältnis von 6 db —, dann ist die Dauer der festgestellten Signale 2/0/3. Man erkennt jedoch, daß für Signale vom Typ des rechteckigen Kosinus das Verhältnis von 6 db genau einer Dauer von /0/2 der festgestellten Signale entspricht.

F i g. 2 stellt die Schaltung eines Feststellkreises gemäß der Erfindung dar, der den symmetrischen Schwellwertdetektor DR enthält und einen der zwei Kreisend und ACl zur automatischen Steuerung der Größe der Bezugsimpulse enthält. Diese Kreise werden mit dem Detektor verbunden, indem die Umschalter Wa und Wb entweder in die Stellung 1 oder die Stellung 2 gebracht werden.

Es ist weiterhin der symmetrische Entzerrer EQ dargestellt, an den die über die Leitungen Na und Nb des symmetrischen Übertragungsweges ankommenden Signale angelegt werden und der an seinen Ausgängen Pa und Pb symmetrische Signale in bezug auf ein positives Bezugspotential Ul abgibt.

Der Detektor DR enthält

einen Differentialverstärker mit den npn-Transistoren β1, Q 2, Q S und den Widerständen R1, R2 (Rl=Rl) und R4. An die Basis des Transistors Q 5 ist ein positives Potential U 3 angelegt. Diese Anordnung enthält weiterhin einen Transistor β 6, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors β 5 verbunden ist. Es wird jedoch angenommen, daß dieser Transistor gesperrt ist, indem der Punkt B an Masse gelegt ist;
einen symmetrischen Gleichrichter mit den npn-Transistoren β 3 und β 4 und dem Widerstand R 3. Die Emitter der Transistoren sind an ein positives Potential Ul angelegt;
einen gesättigten Verstärker mit dem npn-Transistor β 7 und dem Widerstand R 5.

Liegen keine Eingangssignale auf den Eingangsleitungen Na, Nb vor, sind die Basen der Transistoren β 1 und Ql auf dem Potential Ul. Weiterhin ist die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q S leitend, da seine Basis am Potential E/3 liegt. Die Transistoren Ql, Q2 und Q5 sind dann leitend, da

Ul>U3 + V0

ist. VO bezeichnet dabei die Sättigungsspannung des Transistors Q 5, d. h. den Wert der Kollektor-Emitter-Spannung, oberhalb deren der Transistor als Konstantstromgenerator wirkt. Der Strom hat einen Wert, der etwa U 3IR 4 ist und der sich gleichmäßig auf die Transistoren β 1 und Ql aufteilt. Die Spannung Ul ist so gewählt, daß die Transistoren in der Klasse A arbeiten und daß ihre Kollektorspannungen gleich

VcO = V- U3/2-R1/R4 (1)

Wenn ein Signal an den Eingangsleitungen Na und Nb anliegt, bildet sich eine Potentialdifferenz A Ε zwischen den Basen der Transistoren β 1 und Ql, und ihre Kollektorspannungen ändern sich im umgekehrten Sinn um einen gleichen Wert, und man kann jetzt schreiben:

FcI = VcO-m-AE, VcI = VcO + m-AE.

In diesen Gleichungen bezeichnen FcI und Fc 2 die Kollektorpotentiale der Transistoren β 1 und β 2 und m den Verstärkungsgrad des Differenzverstärkers. Man erkennt, daß A E positiv oder negativ sein kann. Die Emitter der Transistoren β 3 und β 4, die einen symmetrischen Gleichrichter bilden, sind mit dem Potential Ul verbunden, das kleiner als Vco ist, so daß für AE-Q diese Transistoren gesperrt sind.

Wenn \AE\ von Null aus ansteigt, fällt eines der

*5 Potentiale Vc 1 oder VcIu um m-AE ab, und der entsprechende Transistor des Gleichrichters wird leitend, wenn

FcO + m -AE< Ul + Vbe

ist, und das Potential am Punkkt A wird positiv (Vbe bezeichnet den Basis-Emitter-Spannungsabfall des Transistors, der leitend ist). Der Transistor β 7 ist dann gesättigt, und das Potential am Ausgangsanschluß S schaltet vom Wert + F auf den Wert Null, der die Ziffer 1 kennzeichnet.

Die Spannungsschwelle, an der einer der Transistoren Q 3 oder β 4 leitend wird, hängt deshalb insbesondere von der Spannung FcO ab, und man erkennt aus der Gleichung (1), daß der Wert dieser Schwelle durch Beeinflussung der Spannung t/3 eingestellt werden kann.

In den Fig. la und 1 b stellen die in dicken Linien ausgezogenen Kurven Signale der Amplitude I m ■ A EI dar, die von dem Differenzverstärker abgegeben werden, wenn die Eingangssignale dem Code 1101 entsprechen. Das erste Signal in jeder dieser beiden Figuren entspricht einem positivem Wert von AE.

Die in F i g. 1 c schraffiert dargestellten Signale sind die positiven Signale, die an dem Punkt A auftreten und den Ziffern 1 entsprechen.

Man erkennt, daß eine Änderung der Spannung U 3 eine Verschiebung der Spannung

Vc0±m-AE

in bezug auf die Spannung Ul+Vbe ergibt mit einer entsprechenden Änderung der Größe der Impulse am Punkte (Fig. Ic).

Im allgemeinen Fall, in dem die Ziffern 0 und 1 willkürlich verteilt sind, verwendet man den Kreis ACl (Fig. 2), um die automatische Steuerung der Schwelle durchzuführen. Dieser Kreis, der über die Umschalter Wa und Wb in der Stellung 1 mit dem Detektor DR verbunden ist, ist ein Spitzendetektor, der die Diode D1 und den Kondensator C1 enthält und der am Punkt B eine positive Spannung Vm 1 abgibt, die durch gestrichelte Linien in der Fig. Ic dargestellt ist. Wenn man mit R den Eingangswiderstand des Transistors β 6 bezeichnet, dessen Basis mit dem Punkt B verbunden ist, ist der Abfall der Spannung FmI zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen proportional zu 101 RCl, wobei t0 die Dauer einer Zeitlage ist. Man erkennt, daß dieser Spannungsabfall sehr gering gemacht werden kann, wenn der Kondensator C1 einen großen Wert hat, so daß die Spannung FmI praktisch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen konstant ist und den Wert der Schwelle und die Größe der Signale darstellt.

5 6

Die Transistoren Q 5 und Q 6 bilden einen Diffe- bildender Kreis mit dem npn-Transistor Q 8, den Wirenzverstärker, und der Kollektorstrom/ des Tran- derständeni?6bis 2?8und dem Kondensator C 2.
sistors Q 5 verringert sich, wenn das Potential Vm 1 Bei der Beschreibung des Detektors DR wurde beam Punkt B ansteigt, und umgekehrt. reits erwähnt, daß die Ziffern 1 und 0 durch ein

Daraus ergibt sich, daß dann, wenn die Ampli- 5 Potential 0 bzw. + F am Ausgang S gekennzeichnet tude der von dem Gleichrichter abgegebenen Si- sind. Diese Signale sind an den Transistor Q 8 angnale ansteigt, die Spannung FcO ansteigt, die dann, gelegt, der als gesättigter Inverter arbeitet und Siwie es aus den F i g. 1 a und 1 b zu entnehmen ist, gnale mit umgekehrter Polarität abgibt, die in den eine Verringerung der Amplitude und der Dauer die- F i g. 1 d dargestellt sind. Diese Signale mit der Amser Signale hervorruft. Die Spannung FmI stellt so ₁₀ plitude F werden an das Tiefpaßfilter (Mittelwertfortlaufend die Schwellspannung in einer Art ein, um bildner) angelegt, das durch die Elemente R 8 und C 2 die Feststellungsschwelle auf einen gegebenen Bruch- gebildet ist und das an dem mit dem Punkt B verteil der Amplitude der Signale festzuhalten, dessen bundenen Ausgang eine Spannung Fm 2 abgibt, die Wert vom Potential t/3 abhängt. Man erkennt, daß den Mittelwert der Signale, die am Punkt 5 auftredie Messung der Spitzenamplitude nur gültig ist, 15 ten, darstellt, wenn T^.TO ist. T bezeichnet dabei wenn sie während der Zeit praktisch konstant ist, die Zeitkonstante des Filters. Da diese Signale eine was jedoch nicht der Fall ist, wenn ein Nebenspre- Dauer 10/2 haben müssen, erhält man Fm2=F/4. chen zwischen empfangenen Signalen besteht. Diese Spannung Fm 2 wirkt auf den Detektor in der

In dem speziellen Fall, in dem die Ziffern 0 und 1 gleichen Weise wie die Spannung FmI und stellt

im Mittel während einer Zeit TO in gleicher Anzahl 20 fortlaufend die Schwellwertspannung so ein, daß die

auftreten, verwendet man den Kreis A C 2. Dieser Fall mittlere Dauer der Signale 5, die den Ziffern 1 ent-

tritt auf, wenn pulscodemodulierte Sprachsignale sprechen, gleich iO/2 ist. In diesem Kreis ist der

übertragen werden. Dieser Kreis wird mit dem De- Schwellwert gleich dem Mittelwert der Signale, der

tektor Di? über die Umschalter Wa und Wb in der so konstant ist, daß Nebensprecheffekte praktisch

Stellung 2 verbunden. Dieses ist ein einen Mittelwert 25 unterdrückt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Feststellung von bipolaren Impulsen binärcodierter Nachrichten, die zwei die positiven und negativen Impulse getrennt verarbeitende Kanäle aus jeweils mindestens einem Verstärker und einer nachfolenden Gleichrichterstufe und ferner eine für beide Kanaleingangskreise gemeinsame Anordnung aufweist, welche eine von den bipolaren Impulsen abgeleitete Gleichspannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und die resultierende Differenzspannung als Schwellenspannung für die bipolaren Impulse abgibt, derart, daß an den Kanalausgängen Ausgangsimpulse mit konstanter Vorderflankenphasenlage auftreten, insbesondere Eingangsschaltung für PCM-Regenerativverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle durch symmetrische Gegentakthalbstufen (Ql ... Q 4) gebildet und die Ausgänge der Gleichrichterstufen (Q 3, Q 4) zusammengeschaltet sind und daß die Impulse am gemeinsamen Ausgangspunkt (A) der Gleichrichterstufen für die Bildung der von den bipolaren Impulsen abgeleiteten Gleichspannung (Punkt B) und nach Impulsformung (mittels Q 7) als Ausgangsimpulse (Punkt 5) der Einrichtung verwendet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der von den bipolaren Impulsen abgeleiteten Gleichspannung mittels eines Spitzendetektors (ACl) erfolgt, der eingangsseitig mit dem gemeinsamen Ausgang (A) der Gleichrichterstufen verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der von den bipolaren Impulsen abgeleiteten Gleichspannung mittels einer Anordnung (AC2) erfolgt, die eingangsseitig mit dem Ausgang (S) der Einrichtung verbunden ist und einen Mittelwert aus den Impulszügen bildet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Vergleich ein Differenzverstärker (Q 5, Q 6) verwendet ist, dessen einem Eingang die Bezugsspannung (U 3) und dessen anderem Eingang die von den bipolaren Impulsen abgeleitete Gleichspannung (B) zugeführt ist.