DE1591593C2 - Schaltungsanordnung zur gegenseitigen Synchronisierung von in den Vermittlungsstellen eines Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes vorgesehenen Oszillatoren - Google Patents

Description

Ursache hierfür liegt darin, daß der die Nachstimmspannung für den Oszillator abgebende Diskriminator die Phasenabweichungen zwischen den von dem Oszillator abgegebenen Impulsen und den von dem anderen Oszillator her zugeführten Impulsen feststellt. Die in Verbindung mit zwei Oszillatoren aufgezeigten Schwierigkeiten verstärken sich erheblich, wenn Oszillatoren, zwischen denen eine gegenseitige Synchronisierung vorzunehmen ist, in großer Anzahl miteinander verbunden sind.

Erläuterung der Erfindung

IO

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in den einzelnen Vermittlungsstellen eines Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes enthaltenen Oszillatoren der vorstehend genannten Art gegenseitig derart zu synchronisieren, daß stets, also gerade auch bei der Inbetriebnahme des Fernmeldenetzes und beim Anschließen einer neuen Vermittlungsstelle an das bereits in Betrieb befindliche Fernmeldenetz, die Oszillatoren der einzelnen Vermittlungsstellen mit einer in unmittelbarer Umgebung ihrer Mittenfrequenz liegenden Frequenz schwingen, die die Taktfrequenz des gesamten Fernmeldenetzes darstellt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorteile

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß es auf relativ einfache Weise, nämlich durch Verzögerung des Beginns der Abgabe von Ausgangssignalen von denjenigen Frequenzuntersetzerstufen, die von den der jeweiligen Vermittlungsstelle benachbarten Vermittlungsstellen her zugeführte Taktimpulse aufnehmen, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem von der dem in dieser Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator nachgeschalteten Frequenzuntersetzerstufe ein Ausgangssignal abgegeben wird, möglich ist, dem in jeder Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator stets, also auch zum Zeitpunkt der Inbetriebsetzung der diesen Oszillator enthaltenden Vermittlungsstelle und auch bei Hinzuschalten einer anderen Vermittlungsstelle zu der gerade in Rede stehenden Vermittlungsstelle, eine solche Regelspannung zuzuführen, daß der betreffende Oszillator mit einer in unmittelbarer Umgebung seiner Mittenfrequenz, die die Taktfrequenz des gesamten Fernmeldenetzes darstellt, liegenden Frequenz schwingt Damit sind auch die obenerwähnten Schwierigkeiten überwunden, die beim Hinzuschalten einer Vermittlungsstelle der hier in Rede stehenden Art zu bereits in Betrieb befindlichen Vermittlungsstellen eines Fernmeldenetzes sonst auftreten können.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird sichergestellt daß -der jeder Vermittlungsstelle zugehörige Oszillator bereits eine sehr kurze Zeitspanne nach Wirksamschalten der die Taktimpulse von anderen Vermittlungsstellen her aufnehmenden Frequenzuntersetzerstufen mit einer in unmittelbarer Umgebung seiner Mittenfrequenz liegenden Frequenz schwingt Weiterhin ergibt sich, wie sich rechnerisch nachweisen läßt der Vorteil, daß eine mit Auftreten von Laufzeitschwankungen auf den die jeweiligen Taktimpulse führenden Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Vermittlungsstellen sich ergebende Änderung in der Schwingfrequenz des in der jeweiligen Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillators auf Bruchteile des jeweiligen Fangbereiches vermindert wird.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein .aus vier untereinander verbundenen Vermittlungsstellen bestehendes Fernmeldenetz,

F i g. 2 den möglichen Aufbau einer der in F i g. 1 dargestellten Vermittlungsstellen,

F i g. 3 in einem Impulsfolgendiagramm die Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung bei Vorliegen eines bestimmten Betriebsfalles und

F i g. 4 in einem weiteren Impulsfolgendiagramm die Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung bei Vorliegen eines anderen Betriebsfalles.

In F i g. 1 ist ein vier Vermittlungsstellen umfassendes Fernmeldenetz schematisch dargestellt. Zu dem betreffenden Fernmeldenetz gehören die Vermittlungsstellen A, B, Cund D. Zwischen den einzelnen Vermittlungsstellen verlaufen jeweils zwei Verbindungsleitungen. Jede dieser Verbindungsleitungen dient dazu, Nachrichtensignale von der einen zu der anderen Vermittlungsstelle hin, also nur in einer Richtung, zu übertragen. Die (I'' jeweilige Richtung, in der über die einzelnen Verbindungsleitungen zwischen den Vermittlungsstellen Nachrichtensignale übertragen werden, ist durch in F i g. 1 eingezeichnete Pfeile angedeutet. In den die einzelnen Vermittlungsstellen des in F i g. 1 dargestellten Fernmeldenetzes miteinander verbindenden Verbindungsleitungen sind Schalter eingefügt. So sind in die von den Vermittlungsstellen B, C, D zu der Vermittlungsstelle A hinführenden Verbindungsleitungen die Schalter a I, a 2, a 3 eingefügt. In entsprechender Weise sind in die von den Vermittlungsstellen A, C und D zu der Vermittlungsstelle B hinführenden Verbindungsleitungen die Schalter bi_tb2,b3, in die von den Vermittlungsstellen A, B, D zu der Vermittlungsstelle C hinführenden Verbindungsleitungen die Schalter c 1, c2, c3 und in die von den Vermittlungsstellen A, B, C zu der Vermittlungsstelle D hinführenden Verbindungsleitungen die Schalter dl, d2, d3 eingefügt. Diese Schalter werden von ihrer jeweils zugehörigen Vermittlungsstelle her betätigt. So werden die Schalter al, a2, a3 von der Vermittlungsstelle A her betätigt.

Um das in F i g. 1 dargestellte Fernmeldenetz in Betrieb zu setzen und damit eine gegenseitige Synchronisierung von annahmegemäß in den einzelnen Vermittlungsstellen dieses Fernmeldenetzes vorgesehenen, Taktimpulse in in den betreffenden Vermittlungsstellen für eine Signalübertragung jeweils benutzbaren Zeitfächern abgebenden Oszillatoren vorzunehmen, können zunächst z. B. die von der Vermittlungsstelle A her betätigbaren Schalter a I, a 2, a 3 betätigt werden. Damit werden die in den Vermittlungsstellen B, C, D erzeugten Taktimpulse der Vermittlungsstelle A zugeführt. Auf diese Zuführung von Taktimpulsen hin wird der in der Vermittlungsstelle A vorgesehene Oszillator von den in den Vermittlungsstellen B, C und D vorgesehenen Oszillatoren her synchronisiert Anschließend können dann nacheinander die von den Vermittlungsstellen B, C und D her betätigbaren Schalter eingeschaltet werden. Wie weiter unten noch ersichtlich werden wird, tritt mit dieser Schalterbetätigung keine nennenswerte Frequenzverstimmung der in den einzelnen Vermittlungsstellen vorgesehenen Oszillatoren auf. Bezüglich des in F i g. 1 dargestellten Fernmeldenetzes sei noch erwähnt, daß in Abweichung von den dargestellten und zuvor erläuterten Verhältnissen von

der jeweiligen Vermittlungsstelle her auch jeweils diejenigen Schalter eingeschaltet werden können, die in jenen Verbindungsleitungen liegen, über welche die jeweilige Vermittlungsstelle an die übrigen Vermittlungsstellen Taktimpulse abgibt So könnten bei dem in F i g. 1 dargestellten Fernmeldenetz z. B. von der Vermittlungsstelle A her die Schalter b\, c3, d2 betätigt werden.

Nachdem zuvor der Aufbau des in F i g. 1 dargestellten Fernmeldenetzes in dem hier erforderlichen Umfang erläutert worden ist, soll nunmehr der mögliche Aufbau einer der zu dem betreffenden Fernmeldenetz gehörenden Vermittlungsstellen an Hand des in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die in F i g. 2 dargestellte Schaltungsanordnung weist drei Eingangsleitungen /1,12, 13 auf, über die ihr Taktimpulse von in anderen, entsprechend aufgebauten Vermittlungsstellen vorgesehenen Oszillatoren zugeführt werden. Die über die erwähnten Eingangsleitungen 11, 12,13 jeweils zugeführten Taktimpulse gelangen über die betreffenden Eingangsleitungen mit den Eingängen von Frequenzuntersetzerstufen Z1, Z2, Z3 verbindende Schalter Sl, 52, 53. Diese Schalter können den gemäß F i g. 1 von einer Vermittlungsstelle aus jweils betätigbaren Schaltern, z.B. den von der Vermittlungsstelle A aus betätigbaren Schaltern al, a 2, a 3 entsprechen. Die Frequenzuntersetzerstufen besitzen vorzugsweise jeweils einen Frequenzuntersetzungsfaktor, der gleich dem Produkt aus der in dem gesamten Fernmeldenetz angestrebten Netzfrequenz und dem auf den die einzelnen Vermittlungsstellen miteinander verbindenden Verbindungsleitungen, über die die Taktimpulse von den jeweiligen Vermittlungsstellen übertragen werden, maximal auftretenden Laufzeithub, wenigstens aber ungefähr gleich

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gewählt wird, worin λ den Frequenz-Mitziehbereich des in der jeweiligen Vermittlungsstelle enthaltenen Oszillators und 4/"die zulässige Frequenzabweichung von der angestrebten Netzfrequenz nach Verbindung der einzelnen Vermittlungsstellen bedeuten. Im vorliegen-•^! den Fall sind die Frequenzuntersetzerstufen durch Binärzähler gebildet Die Anzahl der einzelnen Binärzählerstufen hängt dabei von dem zuvor erwähnten Frequenzuntersetzungsfaktor ab. Beträgt der gewünschte Frequenzuntersetzungsfaktor z. B. 8, so bedeutet dies, daß ein dreistufiger Binärzähler als Frequenzuntersetzerstufe zu verwenden ist. Am Ausgang der dritten Binärzählerstufe eines solchen Binärzählers tritt dann jeweils nach Auftreten von acht Taktimpulsen ein Zustandswechsel auf. Auf die hiermit zusammenhängenden Vorgänge wird weiter noch unten näher eingegangen werden.

Die Ausgänge der zuvor genannten Zähler Zl, Z2, Z3 führen zu den Eingängen eines Diskriminators Phin. Dieser Diskriminator P ist im vorliegenden Fall durch eine Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung gebildet Diese Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung enthält drei jeweils durch eine bistabile Kippstufe K1, K 2 bzw. K 3 gebildete Sägezahn-Phasenvergleicherstufen; jeder dieser Phasenvergleicherstufen ist ein Verstärker Vl, V2 bzw. V3 nachgeschaltet. Diese Verstärker können durch einfache Impulsverstärker gebildet sein. An die Ausgänge dieser Verstärker Vi, V2, V3 ist ein eine arithmetische Mittelwertbildung der ihm jeweils zugeführten Signale vornehmendes Summiernetzwerk angeschlossen, von dem in F i g. 2 nur die drei Widerstände R1, R 2 und R 3 dargestellt sind. An den Ausgang des gerade erwähnten Summiernetzwerkes ist ein Tiefpaßfilter TP mit seinem Eingang angeschlossen. Der Ausgang dieses Tiefpaßfilters TP stellt den Ausgang des Diskriminators P dar. An diesen Ausgang des Diskriminators P ist ein in seiner Frequenz nachstimmbarer Oszillator Os mit seinem Eingang angeschlossen. Bezüglich des zu dem Diskriminator P gehörenden Tiefpaßfilters TP sei hier noch bemerkt, daß für dieses Tiefpaßfilter TP im Falle eines einfachen i?C-Gliedes eine solche Zeitkonstante Tgewählt wird, daß bei einem bestimmten Frequenzuntersetzungsfaktor m der in der betreffenden Vermittlungsstelle vorgesehenen Frequenzuntersetzerstufen und einem bestimmten Nachziehbereich λ für den in der betreffenden Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator für das durch Verstärkungsfaktor und Zeitkonstante des Regelkreises gegebene Produkt

μ= — Γ;0<μ<0,5
m

gilt Damit ist dann ein stabiler Betrieb eines beliebig vermaschten Netzes gewährleistet.

Der in F i g. 2 dargestellte, mit seinem Eingang an den Ausgang des zuvor erläuterten Diskriminators P angeschlossene Oszillator Os ist ein elektronisch nachstimmbarer Oszillator; er gibt von seinem Ausgang Ao während der Dauer der in der betreffenden Vermittlungsstelle, in der die in Fig.2 dargestellte Anordnung verwendet wird, für eine Signalübertragung benutzbaren Zeitfächer Taktimpulse ab. Diese Taktimpulse werden ferner einer dem Oszillator Os nachgeschalteten Frequenzuntersetzerstufe Zo zugeführt Diese Frequenzuntersetzerstufe Zo ist wie jede der bereits erwähnten Frequenzuntersetzerstufen Zl, Z2, Z3 durch einen Binärzähler gebildet, der im vorliegenden Fall drei Binärzählerstufen enthält Bei dem betreffenden Binärzähler Zo ändert sich also ebenso wie bei jedem der Zähler Zl, Z2, Z3 jeweils nach Aufnahme von acht Taktimpulsen das Ausgangssignal.

Der Ausgang des Binärzählers Zo führt zum einen an den Takteingang der zu dem Diskriminator P gehörenden bistabilen Kippstufen Kl, K 2, K 3 hin. Außerdem führt der betreffende Ausgang des Zählers Zo zu einem Steuereingang von den Zählern Z1, Z2, Z3 individuell zugeordneten Steuerschaltungen SfI, Si 2, Sf 3 hin. Die näheren Funktionen dieser Steuerschaltungen Sf 1 bis Sf 3 werden im Zusammenhang mit der Erläuterung der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Impulsfolgediagramme noch näher ersichtlich werden. Neben der von dem Ausgang des Zählers Zo her erfolgenden Ansteuerung sind die Steuerschaltungen SfI, Sf 2 bzw. Sf3 noch durch die Taktimpulse ansteuerbar, die demjenigen Zähler Zl, Z2 bzw. Z3 zugeführt werden sollen, dem die jeweilige Steuerschaltung SfI bzw. Sf 2 bzw. St 3 zugehörig ist. So werden der dem Zähler Z1 zugehörigen Steuerschaltung die auf der Leitung /1 auftretenden, dem Zähler Z1 zugeführten Taktimpulse zugeführt Die Steuerschaltungen St 1, Sf 2, Sf 3 weisen jedoch noch einen gesonderten Steuereingang x, y bzw. ζ auf. Zur Wirksamschaltung des der jeweiligen Steuerschaltung Sf 1 bzw. Sf 2 bzw. St3 zugehörigen Zählers Zl bzw. Z2 bzw. Z3 ist es erforderlich, dem der jeweiligen Steuerschaltung zugehörigen Steuereingang der zuletzt genannten

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Steuereingänge χ, y bzw. ζ ein entsprechendes Signal zuzuführen. Bei Fehlen oder Wegnahme eines derartigen Signals an dem bzw. von dem betreffenden Steuereingang der jeweiligen Steuerschaltung wird der der betreffenden Steuerschaltung zugehörige Zähler Zl bzw. Z 2 bzw. Z3 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt Zu diesem Zweck gibt die betreffende Steuerschaltung an den ihr zugehörigen Zähler über eine Steuerleitung ein entsprechendes Rückstellsignal ab. Die Abgabe derartiger Rückstellsignale an den der jeweiligen Steuerschaltung zugehörigen Zähler kann auch unter dem Einfluß von weiteren Steuereingängen der betreffenden Steuerschaltung zugeführten Taktimpulsen, Ansteuersignalen und Ausgangssignalen des Zählers Zo erfolgen. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen werden.

Bezüglich der den einzelnen Zählern Zl, Z2, Z 3 zugeordneten Steuerschaltungen St 1, Si 2 bzw. Si 3 sei noch bemerkt, daß von diesen Steuerschaltungen Signalleitungen zu den Betätigungseingängen der obenerwähnten Schalter Sl, S2 bzw. S3 hinführen, weiche den Zählern Z1, Z2 bzw. Z3 vorgeschaltet sind. Durch Abgabe eines Signals über eine solche Signalleitung vermag die einem der Zähler Zl bis Z3 zugehörige Steuerschaltung Si 1 bzw. Si 2 bzw. Si 3 den dem betreffenden Zähler vorgeschalteten Schalter zu schließen und damit den Zähler in Betrieb zu setzen. Hierauf wird nachstehend im Zusammenhang mit der Erläuterung der in F i g. 3 und 4 dargestellten Impulsfolgediagramme noch näher eingegangen werden.

In den Fig.3 und 4 sind an einzelnen Schaltungspunkten der in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnung auftretende Impulsfolgen und der Verlauf der vom Ausgang des in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 vorgesehenen Diskriminators P abgegebenen Regelspannung dargestellt. Den einzelnen Impulsfolgen der betreffenden Impulsfolgediagramme sind Bezugszeichen zugeordnet, welche verdeutlichen sollen, daß die durch sie bezeichneten Impulsfolgen an entsprechend bezeichneten Schaltungspunkten in der in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnung auftreten. So tritt die mit Ia₀ bezeichnete Impulsfolge an dem Schaltungspunkt Ao, also am Ausgang des Oszillators Os auf. In entsprechender Weise tritt die Impulsfolge Ie am Schaltungspunkt e, als welcher gemäß Fig.2 der Ausgang des Zählers Zo gewählt ist, die Impulsfolge Jn auf der Leitung /1, die Impulsfolge //am Ausgang /des Zählers Zl und die Impulsfolge Ig am Schaltungspunkt g, also am Ausgang der bistabilen Kippstufe K1 auf. Die mit Uh bezeichnete Regelspannung tritt am Ausgang h des Diskriminators Pauf.

Die in Fig.3 dargestellten Impulsfolgen verdeutlichen im einzelnen die während des Einschaltens des zu der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung gehörenden Zählers Z1 ablaufenden Vorgänge. Dabei kann angenommen werden, daß vom Ausgang Ao des in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 vorgesehenen Oszillators Os abgegebene Taktimpulse bereits derjenigen Vermittlungsstelle zugeführt werden, deren zugehöriger Oszillator seine Taktimpulse über die in F i g. 2 dargestellte Leitung /1 der in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnung zuführt. Wie oben bereits erwähnt, gibt die Steuerschaltung SiI dann ein zur Schließung des Schalters Sl führendes Betätigungssignal ab, wenn zum einen ihrem Steuereingang χ ein entsprechendes Signal zugeführt wird und zum anderen sowohl dem mit der Eingangsleitung /1 verbundenen Steuereingang als auch dem mit dem Ausgang des Zählers Zo verbundenen Steuereingang entsprechende Steuersignale zugeführt werden. Es sei bemerkt, daß die Steuerschaltung St 1 und ebenso jede der anderen noch vorgesehenen Steuerschaltungen damit sowohl bei einem Ausfall der von einem anderen Oszillator her zugeführten Taktimpulse als auch bei einem Ausfall der von dem Zähler Zo abgegebenen Signale entsprechende Steuervorgänge auszuführen imstande ist.

Es sei angenommen, daß, wie die in Fig.3 dargestellten Impulsfolgen I_e und I_e\ verdeutlichen, zum Zeitpunkt to die Voraussetzungen dafür erfüllt sind, daß die Steuerschaltung SiI ein Betätigungssignal an den Schalter S1 abgibt. Der an der Rückflanke des ersten Impulses der in Fig.3 dargestellten Impulsfolge Ie eingezeichnete Pfeil soll dabei andeuten, daß der zuvor erwähnte Zeitpunkt to mit Auftreten dieser Rückflanke zusammenfällt. Im vorliegenden Fall ist der Zähler Z1 so geschaltet, daß er mit Aufnahme des ersten, seinem Eingang über den nunmehr geschlossenen Schalter S1 zugeführten Taktimpulses ein Ausgangssignal abgibt, und zwar für die Dauer des Auftretens von acht Taktimpulsen. Danach hört die Abgabe des Ausgangssignals für die Dauer des Auftretens von acht weiteren, dem Eingang des Zählers Z1 zugeführten Taktsignale auf. Anschließend wiederholt sich der gerade erläuterte Vorgang von neuem. Diese Verhältnisse gibt die in F i g. 3 dargestellte Impulsfolge //wieder.

Die am Ausgang / des Zählers Zl auftretende Impulsfolge // und die am Ausgang e des Zählers Zo auftretende Impulsfolge I_e werden der Kippstufe K1 des Diskriminators P zugeführt. Die Eingänge dieser Kippstufe Ki und die Eingänge der übrigen zu dem Diskriminator P gehörenden Kippstufen K 2, K3 sind jeveils so ausgelegt, daß sie nur auf die Rückflanken der ihnen jeweils zugeführten Impulse bzw. Signale ansprechen. Am Ausgang g der bistabilen Kippstufe K1 tritt damit eine dem Phasenunterschied zwischen den Rückflanken der den Eingängen der betreffenden Kippstufe ATl zugeführte Impulse entsprechende Ausgangsimpulsfolge Ig auf. Auf die vom Ausgang der Kippstufe K1 abgegebene Impulsfolge Ig hin gibt der Diskriminator P von seinem Ausgang, der durch den Ausgang des Tiefpaßfilters TP gebildet ist, an den Oszillator Os die Regelspannung Uh ab, deren Verlauf aus Fig.3 ersichtlich ist. Eine vergleichende Betrachtung der Impulsfolgen Je, Jf und Jg läßt erkennen, daß nach einer endlichen Regelzeitspanne die vom Zähler

■ Zo abgegebenen Impulse und die zwischen diesen Impulsen liegenden Impulspausen hinsichtlich ihrer jeweiligen Dauer an die Dauer der Impulse und Impulspausen der Impulsfolge //angeglichen sind. Dies kommt in der Impulsfolge Ig dadurch zum Ausdruck, daß die Impulse und Impulspausen dieser Impulsfolge letztlich jeweils gleiche Dauer besitzen wie die Impulse und Impulspausen der Impulsfolge Jf. Damit ist der in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 vorgesehene Oszillator Os auf die Schwingfrequenz des Oszillators, dessen Taktimpulse über die Leitung /1 zugeführt worden sind, synchronisiert. Die vom Ausgang des zu dem Diskriminator P gehörenden Tiefpaßfilters TP abgegebene Regelspannung Uh ändert sich während der zuvor erwähnten Regelzeitspanne entsprechend. Der Verlauf der betreffenden Regelspannung Uh ist aus dem entsprechenden Spannungsdiagramm gemäß Fig.3 ersichtlich. Demgemäß gibt der Diskriminator vor dem Einschalten des Zählers Z1 und eine gewisse Zeitspanne nach dem Einschalten dieses Zählers wieder eine konstante Spannung an den Oszillator Os ab. Die

während des Einschaltens des Zählers Zl an den Oszillator Os abgegebene Regelspannung bewirkt, wie ersichtlich, daß die Schwingfrequenz des Oszillators Os innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne auf einen gewünschten Wert nachgeregelt ist.

An Hand der F i g. 3 wurde im vorstehenden erläutert, daß vom Ausgang des in der Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 vorgesehenen Diskriminators P bei Vorliegen normaler Verhältnisse, d.h. entweder vor oder nach einer Synchronisierung des Oszillators Os, eine bestimmte Regelspannung an den Oszillator Os abgegeben wird, die auch O Volt betragen kann. Von dieser Eigenschaft des Diskriminators P wird, wie eingangs bereits angegeben, nun auch in dem Fall Gebrauch gemacht, daß eine entsprechende Ansteuerung des Diskriminators von den Zählers Zl, Z2 bzw. Z3 her unterbleibt. In Fig.4 ist ein solcher Fall angenommen. Dabei ist vorausgesetzt, daß zunächst der Zähler Z1 noch Ausgangssignale abgibt. Die Kippstufe K1 gibt dabei von ihrem Ausgang Ausgangssignale ab, deren Folgefrequenz derjenigen Folgefrequenz entspricht, mit der die der Kippstufe Ki zugeführten Signale auftreten. Wie die in Fig.4 dargestellten Impulsfolgen Ie, If und Ig erkennen lassen, gibt die Kippstufe K1 an ihren Ausgang g mit Ausbleiben von Signalen von dem Zähler Zl jedoch Ausgangssignale ab, deren Folgefrequenz nur noch halb so groß ist wie die Folgefrequenz der bei Zuführung entsprechender Signale vom Ausgang des Zählers Zl abgegebenen Signale. Die Kippstufe Ki wird wie ersichtlich, nunmehr nur mit Auftreten der Rückflanken der einzelnen Impulse der Impulsfolge Ie umgesteuert. Auf diese Änderung der Umsteuerfrequenz der Kippstufe K1 hin ändert sich die vom Ausgang des Tiefpaßfilters TP abgegebene Nachregelspannung praktisch nicht. Im Zusammenhang mit der in Fig.4 dargestellten Impulsfolge // sei noch bemerkt, daß der diese Impulsfolge abgebende, in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 vorgesehene Zähler Z1 bei Ausbleiben von Taktimpulsen auf der Leitung /1 durch ein von seiner zugehörigen Steuerschaltung SiI abgegebenes Rückstellsignal zurückgestellt wird, so daß er mit Beginn seiner Wiederinbetriebnahme ein Ausgangssignal für die Dauer von acht seinem Eingang zugeführten Taktimpulsen abzugeben vermag.

Im vorstehenden wurde an einem Beispiel die Synchronisierung eines in einer Vermittlungsstelle eines Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes vorgesehenen, in in der betreffenden Vermittlungsstelle für eine Signalübertragung in Frage kommenden Zeitfächern Taktimpulse abgebenden Oszillators mit Hilfe der von einem entsprechenden, in einer-anderen Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator abgegebenen Taktimpulse erläutert. In der Praxis werden in den einzelnen Vermittlungsstellen jeweils von in einer Vielzahl von Vermittlungsstellen vorgesehenen Oszillatoren abgegebene Taktimpulse aufgenommen und für eine Synchronisierung des in der jeweiligen Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillators in entsprechender Weise herangezogen. Der durch eine Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung gebildete Diskriminator P besitzt daher eine entsprechende Anzahl an jeweils eine bistabile Kippstufe mit gegebenenfalls nachgeschaltetem Verstärker enthaltenden Phasenvergleicherschaltungen, denen eine eine arithmetische Mittelwertbildung der bei dem jeweiligen Phasenvergleich gewonnenen Signale vornehmende Summierschaltung nachgeordnet ist, an welche ein Tiefpaßfilter angeschlossen ist, dessen Ausgang zu dem Steuereingang des der betreffenden Vermittlungsstelle zugehörigen Oszillators hinführt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur gegenseitigen Synchronisierung der nachstimmbaren Oszillatoren, die in den Vermittlungsstellen eines eine Vielzahl von miteinander verbundenen Vermittlungsstellen umfassenden Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes, insbesondere PCM-Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes, vorgesehen sind und die jeweils — gegebenenfalls mit Nachrichtensignalen modulierte — Taktimpulse in für eine Signalübertragung benutzbaren Zeitfächern abgeben, unter Verwendung eines in jeder Vermittlungsstelle vorgesehenen Diskriminators, dem sowohl die Taktimpulse des seiner Vermittlungsstelle zugehörigen Oszillators als auch die Taktimpulse der in mit dieser Vermittlungsstelle verbundenen Vermittlungsstellen vorgesehenen Oszillatoren zugeführt werden und der an den zu dieser Vermittlungsstelle gehörenden Oszillator eine Regelspannung abgibt, wobei in jeder Vermittlungsstelle sowohl die von ihrem Oszillator abgegebenen Taktimpulse als auch die von den anderen Vermittlungsstellen empfangenen Taktimpulse jeweils in der Frequenz untersetzt werden, bevor sie dem Diskriminator zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Frequenzuntersetzung der unmittelbar von dem der jeweiligen Vermittlungsstelle (z. B. /^zugehörigen Oszillator (Os)abgegebenen Taktimpulse (Iao) und der unmittelbar von der betreffenden Vermittlungsstelle (A) von benachbarten Vermittlungsstellen (B, C, D) empfangenen Taktimpulse (In) Frequenzuntersetzerstufen (Zo, Z1, Z2, Z3) mit demselben Frequenzuntersetzungsfaktor verwendet sind und daß den in jeder Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehenen Frequenzuntersetzerstufen Z1, Z2, Z3), die Taktimpulse von benachbarten Vermittlungsstellen her aufnehmen, jeweils eine Steuerschaltung (St t, St 2, St 3) zugeordnet ist, die sowohl die Ausgangssignale der Frequenzuntersetzerstufe (Zo), die dem in der jeweiligen Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehenen Oszillator (Os) nachgeschaltet ist, als auch die ihrer zugehörigen Frequenzuntersetzerstufe (Z 1, Z2, Z3) von einer anderen Vermittlungsstelle her zugeführten Taktimpulse aufnimmt und die an ihre zugehörige Frequenzuntersetzerstufe (Zi; Z2; Z3) ein diese Frequenzuntersetzerstufe (Zi; Z2; Z3) zur Aufnahme der erwähnten Taktimpulse wirksam steuerndes Steuersignal abzugeben vermag, durch welches die Abgabe von Ausgangssignalen von dieser Frequenzuntersetzerstufe (Zi; Z2; Z3) an den Diskriminator (P) erst mit der Beendigung der Abgabe eines Ausgangsimpulses von der Frequenzuntersetzerstufe (Zo) beginnt, die dem in der Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator (Os) nachgeschaltet ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzuntersetzungsfaktor der Frequenzuntersetzerstufen (Zi, Z2, Z3, Zo) jeweils gleich dem Produkt aus der in dem gesamten Fernmeldenetz angestrebten Netzfrequenz und dem auf den einzelnen Verbindungsleitungen, über welche die Taktimpulse übertragen werden, maximal auftretenden Laufzeithub, wenigstens aber ungefähr gleich ,

2Δ/
gewählt wird, worin λ den Frequenz-Mitziehbereich des in der jeweiligen Vermittlungsstelle enthaltenen Oszillators und Af die zulässige Frequenzabweichung von der angestrebten Netzfrequenz nach Verbindung der einzelnen Vermittlungsstellen bedeuten.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuerschaltung (St 1,5/2, Si 3) bei Ausbleiben von ihrer zugehörigen Frequenzuntersetzerstufe (ZU Z2; Z3) zuzuführenden Taktsignalen ein zur Zurückführung ihrer zugehörigen Frequenzuntersetzerstufe (Zi; Z2; Z3) in ihre Ausgangsstellung dienendes Rückstellsignal abgibt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenzuntersetzerstufen (Zo, Zi, Z2, Z3), Zähler verwendet werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zähler (Zo, Zi, Z2, Z3) jeweils Binärzähler verwendet werden.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator (P) durch eine Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung gebildet ist, die Ausgangssignale entsprechend dem relativen Phasenunterschied entweder zwischen den Vorderflanken oder zwischen den Rückflanken der ihr jeweils zugeführten Signale abgibt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung (P) eine der Anzahl an in der jeweiligen Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehenen, die von der betreffenden Vermittlungsstelle benachbarten Vermittlungsstellen her zugeführten Taktimpulse aufnehmenden Frequenzuntersetzerstufen (Zi, Z2, Z3) entsprechende Anzahl an Sägezahnphasenvergleicherstufen (Ki, K2, K3) aufweist, deren jede die von einer der genannten Frequenzuntersetzerstufen (Zi, Z2, Z3) abgegebenen Ausgangssignale mit den Ausgangssignalen der Frequenzuntersetzerstufe (Zo), die dem in der betreffenden Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillator (Os) nachgeschaltet ist, hinsichtlich der relativen Phasenlage entweder ihrer Vorderflanken oder ihrer Rückflanken miteinander vergleicht, daß an die Ausgänge sämtlicher in der jeweiligen Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehener Sägezahn-Phasenvergleicherstufen (K 1, K2,K3) eine Summierschaltung (R 1, R2, R3) angeschlossen ist, die eine arithmetische Mittelwertbildung der ihr jeweils zugeführten Signale vornimmt, und daß der Summierschaltung (R i,R2,R3) ein Tiefpaßfilter (TP) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang eine zur Frequenzregelung des in der jeweiligen Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehenen Oszillators fOs^dienende Regelspannung abgibt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder der Sägezahn-Phasenvergleicherstufen (Ki, K2, K3) und der Summierschaltung (Ri, R 2, R 3) ein Verstärker (V 1, V2, V3) eingefügt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahn-Phasenvergleicherstufe (Ki, K2, K3) durch eine wenigstens einen Signaleingang und einen Takteingang aufweisende, mit auftreten entweder der Vorderflanken oder der Rückflanken der ihren Eingängen jeweils zugeführten Signale umsteuerbare bistabile Kippstufe gebildet ist, an deren Signaleingang eine derjenigen Frequenzuntersetzerstufen (Zi,Z2,Z3), die Taktimpulse von anderen Vermittlungsstellen

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her aufnehmen, angeschlossen ist und an deren Japan«, Vol. 49, Number 4, April 1966, S. 19 bis 21,

Takteingang der Ausgang der dem in der jeweiligen aufgezeigt Gemäß dieser Lösung werden zur gegensei-

Vermittlungsstelle (A, B, C, D) vorgesehenen tigen Synchronisierung von zu Vermittlungsstellen eines

Oszillator (Os) nachgeschalteten Frequenzunter- Zeitmultiplex-Fernmeldenetzes gehörenden Oszillato-

setzerstufe (Zo) angeschlossen ist 5 ren die Taktimpulse des in der jeweiligen Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillators und die Taktimpulse

anderer Vermittlungsstellen einer Sägezahn-Phasenver-

gleicherschaltung zugeführt Diese Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung ermittelt jeweils die Phasenabwei-

_c ,,_,., io chung zwischen den von dem Oszillator abgegebenen itana aer ι ecnniK Taktimpulsen und den Taktimpulsen, die von anderen Auf Grund der physikalischen Eigenschaften der in Vermittlungsstellen her zugeführt sind. Das Ausgangseiner Zeitmultiplex-Vermittlungsanlage verwendeten signal dieser Sägezahn-Phasenvergleicherschaltung Schaltungselemente und auf Grund der begrenzten wird zur Steuerung des Oszillators verwendet Bei Verkehrsbelastung einer Vermittlungsanlage hat man in 15 diesem Oszillator handelt es sich um einen nachstimmdem Fall, daß eine Vielzahl von Nachrichtenverbindun- baren Oszillator, dessen Frequenz durch Zuführung gen gleichzeitig erforderlich ist, jeweils eine bestimmte einer entsprechenden Regelspannung änderbar ist
Anzahl an Teilnehmerstellen und/oder Nachrichtensen- Im Zusammenhang mit der gegenseitigen Synchronidern und Nachrichtenempfängern in Vermittlungsstel- sierung von zu Vermittlungsstellen eines Zeitmultiplexlen zusammengefaßt. Dabei wird normalerweise in 20 Fernmeldenetzes gehörenden Oszillatoren ist es auch jeder Vermittlungsstelle ein eigener Oszillator verwen- schon bekannt (»Electronics and Communications in det, der in den in der betreffenden Vermittlungsstelle für Japan«, VoI 49, Nr. 11, November 1966, Seiten 164 bis eine Signalübertragung jeweils benutzbaren Zeitfä- 173, insbesondere Seite 165), die Taktimpulse des in der ehern ggfs. mit Nachrichtensignalen modulierte Impulse jeweiligen Vermittlungsstelle vorgesehenen Oszillators abgibt. Diese Impulse stellen gewöhnlich Taktimpulse 25 und die Taktimpulse anderer Vermittlungsstellen vor dar. Die Verwendung gesonderter Oszillatoren in den Zuführung zu Phasenvergleicherschaltungen, die jeweils einzelnen Vermittlungsstellen bringt jedoch einige durch ein Flipflop gebildet sind, in der Frequenz zu Probleme mit sich. Diese Probleme ergeben sich daraus, untersetzen, und zwar derart, daß die jeweils abgegebedaß sich die Schwingfrequenzen der einzelnen Oszilla- ne Impulsfolge mit einer anderen Frequenz als der toren im Laufe der Zeit in unterschiedlicher Weise 30 Bit-Frequenz des Systems auftritt. Im besonderen ändern, wodurch eine entsprechende Zuordnung der erfolgt die Frequenzuntersetzung so, daß die den von dem in der jeweiligen Vermittlungsstelle vorgese- Phasenvergleichern zugeführten Impulse mit der henen Oszillator abgegebenen Taktimpulse zu den in Rahmenfrequenz des Systems auftreten. Auf diese der betreffenden Vermittlungsstelle für eine Signalüber- Weise wird zwar erreicht, daß sich die Ausgangsspantragung benutzbaren Zeitfächern nicht gewährleistet ist. 35 nung des Vergleichers innerhalb einer Rahmenperiode Dies bedeutet, daß zwei an verschiedene Vermittlungs- nur einmal ändert, weshalb die Bit-Frequenz innerhalb stellen angeschlossene Teilnehmerstellen ohne beson- der Ein-Rahmen-Periode moduliert wird. Es ist jedoch dere Maßnahmen nicht für längere Zeit einen auch mit Hilfe dieses bekannten Systems nicht möglich, Nachrichtenaustausch zu den ihnen jeweils zugeordne- dem in der jeweiligen Vermittlungsstelle vorgesehenen ten Zeitfächern führen können. 40 Oszillator stets, also sowohl zum Zeitpunkt der Um zu gewährleisten, daß eine an eine Vermittlungs- Inbetriebsetzung der diesen Oszillator enthaltenden stelle angeschlossene Teilnehmerstelle während der Vermittlungsstelle als auch bei Hinzuschalten einer Abgabe oder der Aufnahme von Nachrichtensignalen anderen Vermittlungsstelle zu der betreffenden Veran eine bzw. von einer an einer anderen Vermittlungs- mittlungsstelle, eine solche Regelspannung zuzuführen, stelle angeschlossenen Teilnehmerstelle mit dieser 45 daß der betreffende Oszillator mit einer in unmittelba-Teilnehmerstelle während des Nachrichtenaustausches rer Umgebung seiner Mittenfrequenz liegenden Freverbunden bleibt, muß dafür Sorge getragen werden, quenz schwingt.

daß die Frequenz der Taktimpulse gleichbleibt. Dies In einem Zeitmultiplex-Fernmeldenetz, in welchem

bedeutet, daß in dem gesamten Fernmeldenetz eine die zu den einzelnen dieses Fernmeldenetz bildenden

bestimmte, in jeder Vermittlungsstelle gleiche Netzfre- 50 Vermittlungsstellen gehörenden Oszillatoren in der

quenz anzustreben ist. Unter Netzfrequenz wird hier zuvor beschriebenen Weise sich gegenseitig synchroni-

diejenige Folgefrequenz verstanden, mit der die — sieren, stellt sich nach einer gewissen Zeitspanne eine

gegebenenfalls mit Nachrichtensignalen modulierten — bestimmte Netzfrequenz ein. Die Synchronisierung der

Taktimpulse in jeder Vermittlungsstelle auftreten. Um in den einzelnen Vermittlungsstellen des Zeitmultiplex-

die zuvor aufgezeigten Forderungen zu erfüllen, ist man 55 Fernmeldenetzes vorgesehenen Oszillatoren bringt

bisher in der Weise vorgegangen, daß man die in jedoch zunächst erhebliche Schwierigkeiten mit sich,

sämtlichen Vermittlungsstellen eines Fernmeldenetzes wenn das betreffende Fernmeldenetz in Betrieb

vorgesehenen Oszillatoren von einem an zentraler genommen wird oder wenn eine neue Vermittlungsstel-

Stelle angeordneten Hauptoszillator her synchronisiert Ie an das bereits in Betrieb befindliche Fernmeldenetz

hat. Da sich die bei einer solchen Lösung auftretenden 60 angeschlossen wird. Diese Schwierigkeiten ergeben sich

Störungen mit relativ starker Auswirkung in dem daraus, daß auf Grund von unterschiedlichen Laufzeiten

gesamten Fernmeldenetz ausweiten können, hat man auf den zwischen den gegenseitig zu synchronisierenden

versucht, die in den einzelnen Vermittlungsstellen eines Oszillatoren verlaufenden Leitungen, über welche die

nach dem Zeitmultiplex-Prinzip arbeitenden Vermitt- zur Synchronisierung der Oszillatoren dienenden

lungssystems vorgesehenen Oszillatoren auf andere 65 Taktimpulse übertragen werden, ein einen beliebigen

Weise zu synchronisieren. Eine hierfür geeignete Oszillator M synchronisierender Oszillator N durch die

Lösung ist z. B. in den »Abstracts of the Journal of the von dem Oszillator M her ihm wieder zugeführten

Institute of Elektrical Communication Engineers of Taktimpulse erheblich verstimmt werden kann. Die