DE1916711B2 - METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE ASYNCHRONOUS TRANSMISSION OF BINARY DATA OVER A CHANNEL OF TIGHTLY LIMITED BANDWIDTH - Google Patents
METHOD AND CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE ASYNCHRONOUS TRANSMISSION OF BINARY DATA OVER A CHANNEL OF TIGHTLY LIMITED BANDWIDTHInfo
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Description
lationssignal wird erhalten. Das Signal wird erneut in einem Tiefpaßfilter und einer Ausgleichs- oder Entzerrerstufe verarbeitet und wird schließlich in einem Zweiweggleichrichter dekodiert. Vor der Dekodierung wird das Pilotsignal wiedergewonnen und dem Signaldetektor, in welchem das dekodierte Signal wiedergewonnen wird, zugeleitet, um die Signaldekodierung oder Erfassung mit der Signalentstehung am Sender zu synchronisieren. Das synchronisierte Signal wird dann in einer Signalregenerierstufe verarbeitet, Ί0 so daß man schließlich das originale digitale Signal wieder erhält.lation signal is obtained. The signal is processed again in a low-pass filter and an equalization or equalizer stage and is finally decoded in a full-wave rectifier. Before decoding, the pilot signal is recovered and fed to the signal detector in which the decoded signal is recovered in order to synchronize the signal decoding or detection with the signal generation at the transmitter. The synchronized signal is then processed in a signal regeneration stage, Ί0 so that the original digital signal is finally obtained again.
Trotz der vereinfachten Demodulationstechnik für die reduzierte Trägerwelle gelangt bei diesem bekannten System eine komplizierte Logik für die digitale Kodierung und Filterung zur Anwendung, so daß das System sehr komplex und teuer wird. (Aufsatz von Peter Leu t hold und Felix Ti si, »Ein Einseitenbandsystem für Datenübertragung« in der Zeitschrift »Archiv für Elektronik und übertragungstechnik«, Bd; 21, 1967, Nr. 7, S. 354 bis 362.)Despite the simplified demodulation technique for the reduced carrier wave, this known System used a complicated logic for digital coding and filtering so that the system becomes very complex and expensive. (Article by Peter Leu t hold and Felix Ti si, »A single sideband system for data transfer «in the journal» Archive for Electronics and Transmission Technology «, Bd; 21, 1967, No. 7, pp. 354 to 362.)
Alle bekannten Systeme, die eine Teilansprechübertragung verwenden, sind im allgemeinen auf einer Zeitsteuertechnik aufgebaut. Andererseits müssen sich Systeme, die darauf ■abzielen, die Datenfolge, ohne Verwendung von Teilansprechtechniken, zu erhöhen, auf relativ geringe Datenfolgen beschränken. In den beiden zuvor erwähnten Systemen sind neben der Zeitsteuerung oder Taktgebung zusätzlich relativ komplexe und kostspielige Einrichtungen erforderlich, und es tritt dabei auch noch eine Erscheinung auf, die als quantisiertes Rauschen bekannt ist.All known systems using partial response transmission are generally on one Time control technology built up. On the other hand, systems that aim ■ to change the data sequence without Use of partial response techniques to increase, limit to relatively small data sequences. In the Both of the aforementioned systems are, in addition to timing or clocking, also relative Complex and expensive facilities are required, and there is also a phenomenon that known as quantized noise.
Bei einem bekannten Faksimile-Übertragungssystem, in dem taktgesteuerte Binärsignale verwendet werden, wobei eine Biternärkodierung und Dekodierung jeweils an den Eingangs- und Ausgangsenden des Ubertragungskanals vorgesehen ist, wird die zur Verfügung stehende Bandbreite zur übertragung von Bildinformationen maximal ausgenutzt, und dieses System ist auch relativ geräuschunempfindlieh, was sich auf die synchronisierte Natur des ' Dekodierungsvorganges zurückführen läßt. Diese optimale Ausführungsform läßt sich nur mit Hilfe einer teueren und relativ komplexen Synchronisationseinrichtung, sowohl für die Sende- als auch die Empfangsstation, verwirklichen.In a known facsimile transmission system in which clock-controlled binary signals are used be, with a biternary coding and decoding respectively at the input and output ends of the transmission channel is provided, the available bandwidth for transmission of image information is used to the maximum, and this system is also relatively insensitive to noise, which can be traced back to the synchronized nature of the 'decoding process. This optimal Embodiment can only be with the help of an expensive and relatively complex synchronization device, both for the transmission and the Receiving station.
Beim letzteren System kann sich ein Nachteil bemerkbar machen, wenn das System zur übertragung von Bildinformationen verwendet wird, und dieser Nachteil besteht in dem quantisierten Rauschen. Da das Taktsteuern des originalen Datensignals die Schwarz-Weiß-Ubergänge reorientiert, die in einer Zeilenabtastung auftreten, so daß sie mit dem taktgesteuerten Signal koinzidieren, so entsprechen die tatsächlich übertragenen Informationen nicht genau den Schwarz-Weiß-Ubergängen, die in der Fotozelle auftreten, wenn sie die Abtastzeile überstreicht. Da das taktgesteuerte System nur in der Lage ist, Schwarz-Weiß-Ubergänge in Synchronisation mit der Taktzeit zu reproduzieren, so kann der eingebrachte Fehler sich einem Bit-Intervall nähern, und der sich ergebende Ausdruck kann eine bedeutende Verschlechterung zeigen, was auf dem quantisierten Rauschen beruht.With the latter system, a disadvantage can become noticeable when the system is used for transmission of image information is used, and this disadvantage is quantized noise. There clocking the original data signal reorientates the black-and-white transitions made in a Line scanning occur so that they coincide with the clock-controlled signal, the correspond to actually transmitted information does not exactly match the black and white transitions that are in the photocell occur when it sweeps the scan line. Since the clock-controlled system is only able to To reproduce black-and-white transitions in synchronization with the cycle time, the introduced Errors are approaching a bit interval and the resulting print can have significant degradation show what is based on the quantized noise.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren und ein Gerät für eine asynchrone binäre Datenübertragung in begrenz- *»,. tr QnaihHndern zu schaffen, bei dem ein möglichst großer Informationsinhalt pro Zeiteinheit bei geringem technischem Aufwand übertragen werden kann.The object on which the invention is based is now to provide a method and a device for an asynchronous binary data transfer in limited * »,. tr QnaihHndern to create with the one possible large information content per unit of time can be transmitted with little technical effort.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die umgewandelten Daten, die in einer maximalen Bitfolge von Kf1 vorliegen, wobei Z1 die obere Frequenz des Nullansprechwertes des Ubertragungskanals ist und K einen Wert hat, der kleiner als 2 ist, der sich jedoch dem Wert 2 für einen geräuschfreien Kanal nähert, über ein Filter übertragen werden, das eine lineare Phasen-Frequenzcharakteristik aufweist, mit einer mit zunehmender Frequenz gleichmäßig zunehmenden Amplitudendämpfung, die bei einerThis object is achieved in that, according to the invention, the converted data are present in a maximum bit sequence of Kf 1 , where Z 1 is the upper frequency of the zero response value of the transmission channel and K has a value which is less than 2, but which is equal to the value 2 approaches for a noise-free channel, are transmitted via a filter which has a linear phase-frequency characteristic, with an amplitude attenuation that increases uniformly with increasing frequency, which at a
Kf
Frequenz —~- kleiner als 40% des Bandmitten- Kf
Frequency - ~ - Less than 40% of the Mb
übertragüngswertes beträgt und dessen übertragungsfunktion, bei vernachlässigbarem Uberschwingen, intransfer value and its transfer function, with negligible overshoot, in
einer Zeit nicht mehr als bei jedem überganga time no more than at every transition
Λ./ι Λ ./ι
vervollständigt ist, um an der Empfangsstation eine Teilansprechwellenform, die der NRZ-Wellenform entspricht, zu erhalten, daß die empfangene Teilansprechwellenform dann an der Empfangsstation einer Mittelpunktschwelle zum Wiedergewinnen der binären Einsen und Nullen zugeführt wird, wobei diese den oberhalb und unterhalb der Mittelpunktschwelle gelegenen Abschnitten der empfangenen Wellenform entsprechen.is completed to produce at the receiving station a partial response waveform that is the NRZ waveform to obtain the received partial response waveform then at the receiving station a midpoint threshold for retrieving the binary ones and zeros, which the portions of the received waveform above and below the midpoint threshold correspond.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren und Geräten betrifft also die vorliegende Erfindung ein nicht synchronisiertes übertragungsverfahren und Gerät, wobei die Formgebung oder Formung der Signalwelle hier ohne eine komplizierte und aufwendige Kodierlogik und Dekodierlogik für NRZ-Impulse und ohne Zeitsteuerung vorgenommen wird. Diese Technik ermöglicht nun Informationsübertragungsgeschwindigkeiten, die nur geringfügig kleiner als die bei einem bekannten biternären übertragungssystem erzielte übertragungsgeschwindigkeit (binäre Teilansprechwelle), wobei diese Geräte für eine derartige übertragungstechnik sehr viel komplexer aufgebaut sind und ebenfalls eine Taktsteuerung benötigen. In contrast to the known methods and devices, the present invention relates to a non-synchronized transmission method and device, whereby the shaping or shaping of the Signal wave here without a complicated and expensive coding logic and decoding logic for NRZ pulses and is done without timing. This technology now enables information transfer speeds, which is only slightly smaller than that of a known biternary transmission system achieved transmission speed (binary partial response wave), these devices for such transmission technology are much more complex and also require clock control.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann an die Stelle des Filters mit der linearen Phasen-Frequenzcharakteristik ein Ubertragungskanal mit den dem Filter gleichen Eigenschaften treten.According to an advantageous embodiment, the filter with the linear phase-frequency characteristic can be used in place of the filter connect a transmission channel with the same properties as the filter.
Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß das Filtern der binären NRZ-Wellenform mit einer linearen Phasen-Frequenzcharakteristik und einer Amplitudenübertragungsfunktion vonIn particular, the invention can experience an advantageous development that the filtering the binary NRZ waveform with a linear phase-frequency characteristic and an amplitude transfer function from
Λ if) = Λ if) =
ViVi
2/,2 /,
Λ if) = 0 Λ if) = 0
ausgeführt wird.is performed.
Dieses Verfahren kann sehr vorteilhaft zur Faksimileübertragung in Sprachtelefonleitungen verwendet werden.This method can be used very advantageously for facsimile transmission on voice telephone lines will.
Ein Gerät, welches zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist, kennzeichnet sich durch eine Abtaster-Schreibereinheit, die synchron mit einer entfernten ähnlichen Einheit betreibbar ist und abtastet; diese Einheit weist weiter eine optische Einrichtung auf, die zum Analysieren eines Dokumentes mit vorgegebener Geschwindigkeit und Auflösung betreibbar ist, um ein Zeilenabtastsignal ent-A device which is suitable for carrying out the method according to the invention is identified through a scanner-writer unit operable in synchronism with a remote similar unit and scans; this unit also has an optical device for analyzing a document can be operated at a specified speed and resolution in order to produce a line scan signal
sprechend einer maximalen Ubertragungsfolge von etwa 4000 übergängen pro Sekunde zu erzeugen; ebenso einen Begrenzer, der auf das Zeilenabtastsignal anspricht, um eine binäre NRZ-Wellenform zu erzeugen, die übergänge an den Schwarz-Weiß-Übergängen der Abtastzeilen auf dem Dokument aufweist; weiter weist das Gerät eine Filtereinrichtung auf, die auf die binäre NRZ-Wellenform anspricht und einen Amplitudenübertragungsfaktor to generate speaking a maximum transmission sequence of about 4000 transitions per second; also a limiter responsive to the line scan signal to produce a binary NRZ waveform, which has transitions at the black and white transitions of the scan lines on the document; Further the device includes filter means responsive to the binary NRZ waveform and an amplitude transfer factor
A(f) = A (f) =
2/,2 /,
2/,2 /,
A if) = 0 A if) = 0
zeigt, wobei /Ί etwa 2,17 kHz beträgt und die Filtereinrichtung eine lineare Phasen-Frequenzcharakteristik zur Erzeugung einer Teilansprechwellenform besitzt; weiter ist ein stabiler Oszillator vorgesehen, an den sich ein Frequenzteiler anschließt, um aus der Oszillatorfrequenz eine Trägerwelle mit einer Frequenz von etwa 2,4kHz abzuleiten; eine Modulationseinrichtung moduliert die Trägerwelle mit der Teilansprechwellenform, und eine Kopplungseinrichtung koppelt die modulierte Trägerwelle auf eine Telefonleitung, an deren anderem Ende eine gleichartige Einheit angeschlossen ist; schließlich weist das Gerät Verstärker- und Transversalfiltereinrichtungen auf, die auf das von der Telefonleitung übergekoppelte Signal ansprechen, um die System- und Telefonleitungsverzerrungen in dem von der entfernten Einheit empfangenen Signal zu kompensieren, ebenso einen Restseitenbandmodulator auf, der auf das Signal aus den Verstärker- und Transversalfiltereinrichtungen anspricht, um die Teilansprechwellenform zu erfassen. Mit Hilfe einer Mittelpunktsschwelle, die auf die Teilansprechwellenform anspricht, wird eine Schwellenerfassung vorgesehen, die in der Mitte der Teilansprechwellenform zentriert liegt, um eine Originalkopie der binären NRZ-Wellenform zu erhalten. Schließlich wird durch eine Einrichtung zum Zuführen der Originalkopie der binären NRZ-Wellenform auf die Abtasterschreibereinheit eine Faksimile-Kopie des an der entfernten gleichartigen Einheit abgetasteten Dokumentes geschrieben oder gedruckt.shows, where / Ί is about 2.17 kHz and the Filter means a linear phase-frequency characteristic for generating a partial response waveform owns; a stable oscillator is also provided, to which a frequency divider is connected in order to switch off deriving from the oscillator frequency a carrier wave with a frequency of about 2.4 kHz; a modulation device modulates the carrier wave with the partial response waveform, and a coupling device couples the modulated carrier wave to a telephone line, at the other end of which a similar one Unit is connected; Finally, the device has amplifier and transversal filter devices, responsive to the overcoupled signal from the telephone line to eliminate system and telephone line distortion in the signal received from the remote unit, as well as a vestigial sideband modulator which is based on the Signal from the amplifier and transversal filter means responds to the partial response waveform capture. Using a midpoint threshold that is responsive to the partial response waveform, a threshold detection centered in the middle of the partial response waveform is provided by a Original copy of the binary NRZ waveform. Finally, through a facility for Feeding the original copy of the binary NRZ waveform on the scanner-writer unit a facsimile copy of that on the remote similar unit scanned document written or printed.
Jedes derartige Gerät kann ferner einen Grausignalgenerator aufweisen, der auf den Beginn der übertragung eines Dokumentbildes anspricht, um für einen begrenzten Intervall ein Signal zu senden, das auf einem solchen Pegel moduliert ist, der die Amplitudenmittel des Ausganges des Begrenzers darstellt; ebenso eine elektronische Einrichtung, die auf den Empfangsbeginn eines modulierten Trägers anspricht, um während dieses Intervalles die Mittelpunktsschwelle so einzustellen, daß sie dem Modulationswert entspricht.Each such device may also have a gray signal generator which is based on the beginning of the transmission of a document image responds to send a signal for a limited interval, which is modulated at a level which represents the mean amplitude of the output of the limiter; also an electronic device that responds to the start of reception of a modulated carrier, in order to set the midpoint threshold during this interval so that it corresponds to the modulation value is equivalent to.
Die elektronische Einrichtung zum Einstellen der Mittelpunktsschwelle enthält folgende Stufen: eine Verstärkungsregelungsschaltung für den Verstärker und eine Transversalfiltereinrichtung und eine elektronische Schaltung, die auf die Ausgangsgröße der Mittelpunktsschwelle anspricht, um die Verstärkungsregelung einzustellen, und die die eingestellte Verstärkung nach diesem Iniervall aufrechterhält.The electronic device for setting the midpoint threshold includes the following stages: one Gain control circuit for the amplifier and a transversal filter device and an electronic Circuit responsive to the output of the midpoint threshold to provide gain control and which maintains the set gain after this interval.
Bei einer derartigen Schaltungsanordnung ist die Modulationscharakteristik die Amplitude des Modulationssignals, und die Trägerwelle ist amplitudenmoduliert. Weiterhin ist der Zwischenmodulationswert des Modulationssignals eine Modulationsampli- tude, die nahezu die Hälfte der Spitzenwerte der Modulationsamplitude beträgt, die von dem binären Signal herrührt.In such a circuit arrangement, the modulation characteristic is the amplitude of the modulation signal, and the carrier wave is amplitude-modulated. Furthermore, the intermediate modulation value of the modulation signal is a modulation amplitude which is almost half the peak values of the modulation amplitude which originates from the binary signal.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention on the basis of an exemplary embodiment and with reference to the Drawings explained in more detail. It shows
Fig. 1 (a) und 1 (b) Amplituden-Zeitdiagramme, die zur biternären Signaltheorie nützlich sind,Figs. 1 (a) and 1 (b) are amplitude timing diagrams useful for biternary signal theory,
F i g. 2 (a) und 2 (b) Teilansprechsignale in einerF i g. 2 (a) and 2 (b) partial response signals in one
maximalen Bitfolge, sowohl für bekannte Systeme als auch Tür das System nach der vorliegenden Erfindung,maximum bit sequence, both for known systems and door the system according to the present invention,
F i g. 3 ein Blockschaltbild eines NRZ-Binärwellen-Ubertragungssystems nach der vorliegenden Erfindung, F i g. 3 is a block diagram of an NRZ binary wave transmission system according to the present invention,
F i g. 4 ein Blockschaltbild ähnlich dem der F i g. 3, jedoch für Binärimpulssignale,F i g. 4 is a block diagram similar to that of FIG. 3, but for binary pulse signals,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Faksimilesystems in einer eriindungsgemäßen Ausführungsform,F i g. 5 is a block diagram of a facsimile system in an embodiment according to the invention;
F i g. 6 ein Wellenformdiagramm zum Vergleich bekannter Systeme mit dem System nach der vorliegenden Erfindung undF i g. Figure 6 is a waveform diagram comparing known systems with the system of the present invention Invention and
F i g. 7 ein Filteramplitudenkurven-Diagramm einer Mittelpunktsschwelle.F i g. 7 shows a filter amplitude curve diagram of a midpoint threshold.
An Hand der Zeichnungen sei zunächst ein Überblick über die digitale Teilansprechüberlragungstheorie gegeben, um die für die vorliegende Erfindung notwendigen und zutreffenden Kriterien aufstellen zu können.Using the drawings, let me first give an overview of the digital partial response theory given in order to establish the necessary and appropriate criteria for the present invention to be able to.
Biternäre Signaltheorie läßt sich einfach durch die Ausdrücke »Teil-Ansprech«-Übertragung beschreiben, wie dies von I.R. Kretzmer in seinem Schriftsatz »Binäre Dalennachrichten-Übertragung mit Hilfe von Teil-Ansprech-Übertragung« beschrieben ist (Schriftsatz G-IE. 5 on pp. 451—456 of the First IEEE Annual Communications Convention Conference Record. Juni 7—9, 1965). Dort ist zusammengefaßt festgestellt: Ein Teilansprechsystem sendet ein Zweipegelsignal über einen Kanal, wobei ein Gedächtnis ii binäre Eingangssymbole speichert und die binäre Folge auf der Basis von L kennzeichnenden erfaßten Pegeln wiedergewonnen wird, wobei L > /1 ist. Im Falle von biternär ist η = 2 und L - 3. Der Schlüssel zum Wiedergewinnen des originalen Bitstroms besteht in der Auswahl des Ansprechend des Kanals auf ein binäres Signalelement, um eine kontrollierte oder gesteuerte Gedächtnisspeicherung zu ermöglichen, Es wurde gezeigt, daß ein Kanal mit der Übertragungsamplitudenfunktion Biternary signal theory can be described simply by the expressions "partial response" transmission, as described by IR Kretzmer in his brief "Binary dale message transmission with the help of partial response transmission" (brief G-IE. 5 on pp 451-456 of the First IEEE Annual Communications Convention Conference Record. June 7-9, 1965). There it is stated in summary: A partial response system sends a two-level signal over a channel, a memory ii storing binary input symbols and the binary sequence being recovered on the basis of detected levels characteristic of L , where L> / 1. In the case of biternary, η = 2 and L - 3. The key to recovering the original bitstream is to select the channel's response to a binary signal element in order to allow for controlled memory storage. It has been shown that a channel with the transfer amplitude function
Y (ω) = cos Y (ω) = cos
0 < ω <0 < ω <
Υ (ω) 0 ω <Υ (ω) 0 ω <
wobei ω — 2π/ where ω - 2π /
und einer linearen Phasen-FrequenzcharakteristU eine Impulsantworl aufweist, gemessen bei einer Zei t = 0 an der Spitze der Antwort, die mit zwei Aus nahmen, bei einem ungeraden Vielfachen von einen positiven oder negativen V4/, durch 0 gehen. Di1 Ausnahmen treten bei T= ±'/4/1 auf, wie ii F i g. 1 (a) gezeigt ist.and a linear phase-frequency characteristic U has an impulse response measured at a time = 0 at the top of the response which, with two exceptions, go through 0 at an odd multiple of a positive or negative V 4 /. Di 1 exceptions occur at T = ± '/ 4/1, like ii F i g. 1 (a).
Wenn dieses Ansprechen oder Antwort als Si gnalisierungselement für Binärsignale in einem syn chronen Zufallsbitstrom bei einer Folge von 2 fx Bi pro Sekunde verwendet wird und das sich ergebendIf this response or response is used as a signaling element for binary signals in a synchronous random bit stream with a sequence of 2 f x Bi per second and that results
Signal immer nur an ungeraden Vielfachen von V4/1 gemessen wird, so nehmen die gemessenen Amplituden nur drei mögliche Werte ein; 0, A und 2A, was davon abhängt, ob die zwei Antworten nahe dem Meßpunkt zwei binären Nullen entsprechen, einer 1 und einer 0 (oder umgekehrt) oder zwei Einsen wie in F i g. 1 (b) gezeigt ist. Eine Prüfung der Überlagerungen verschiedener Kombinationen der Einsen und Nullen fuhrt zu dem Grundsatz, daß man, um den originalen binären Bitstrom wieder zu gewinnen, ein Bit als ein »1« dekodieren muß, wenn zum Abtastzweipunkt die Antwort 2 A ist, als ein »Null«, wenn die Antwort 0 ist und ein Komplement des zuvor dekodierten Bit, wenn die Antwort A ist. Indem man auf diese Weise ein gesteuertes Gedächtnis vorsieht, d. h. eine gesteuerte Zwischensymbolbeziehung, kann man Daten in einer höheren Folge in einem besonders geformten Kanal übertragen, als dies gewöhnlich unter Verwendung herkömmlicher, gedächtnisloser Binärübertragung erreicht werden kann.If the signal is only ever measured at odd multiples of V4 / 1, the measured amplitudes only take three possible values; 0, A and 2A, which depends on whether the two answers near the measuring point correspond to two binary zeros, a 1 and a 0 (or vice versa) or two ones as in FIG. 1 (b). An examination of the superimpositions of various combinations of ones and zeros leads to the principle that in order to recover the original binary bit stream, one has to decode a bit as a "1" if the answer to the sampling two-point is 2 A , as a "zero «If the answer is 0 and a complement of the previously decoded bit if the answer is A. By providing a controlled memory in this way, ie a controlled intersymbol relationship, data can be transmitted in a higher order in a specially shaped channel than can usually be achieved using conventional memoryless binary transmission.
Die vorhergehende Theorie wurde in Form von einem taktgesteuerten Impulssignaleingang beschrieben, bei einerThe previous theory was described in the form of a clock-controlled pulse signal input, at a
Y(/) = cos -^f- KanalfilterungY (/) = cos - ^ f- channel filtering
und Wiedergewinnung des originalen binären Bitstromes durch Auslasten des empfangenen ternären Signals und Bestimmung, welcher der drei Zustände des ternären Signals zum Austastzeitpunkt vorhanden ist. Dies wird gewöhnlich mit Hilfe von zwei Schwellenwerten erreicht, die festgesetzt sind und wobei das ternäre Signal als oberhalb der oberen Schwelle, unterhalb der unteren Schwelle oder zwischen den zwei Schwellen liegend interpretiert wird.and recovering the original binary bit stream by utilizing the received ternary Signal and determination of which of the three states of the ternary signal is present at the time of blanking is. This is usually achieved with the help of two thresholds which are fixed and where the ternary signal than above the upper threshold, below the lower threshold or between the two thresholds is interpreted lying down.
Wenn gewünscht wird mit zwei Impulsen der Breite '/,/', zu signalisieren, was ein sogenanntes NRZ-Signal ergibt, würde die zuvor spezifizierte Kanalform nicht optimal sein. Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Signalisierung ohne logische Dekodierung und für NRZ-Impulse erreicht, und zwar ohne Taktgcbung, während die Kanalformung ausgewählt wird, so daß Signalgabefolgen ermöglicht werden, die nur wenig geringer als diejenigen sind, die mit Hilfe der mehr komplexen taktgesteuerten biternären Systeme nach dem Stand der Technik erreicht werden.If desired, two pulses of width '/, /' are used to signal what a so-called NRZ signal, the previously specified channel shape would not be optimal. According to the present In accordance with the invention, signaling without logical decoding and for NRZ pulses is achieved, namely without clocking while channel shaping is selected, allowing signaling sequences that are only slightly inferior to those obtained with the help of the more complex clock-controlled biternary systems can be achieved according to the state of the art.
Zuerst sei das Spektrum eines Impulses und die Transformation eines Impulsbitstromes in ein NRZ-Signal aus Impulsen einer Breite V2/1 betrachtet. Da das Spektrum eines Impulses linear verläuft, ist es nur erforderlich, das NRZ-Signal mit einer Spektralform zu multiplizieren, die das Reziproke der Spektralform eines Impulses einer Breite V2/1 ist- ^as Spektrum eines Impulses mit einer Breite V2/1 istFirst, consider the spectrum of a pulse and the transformation of a pulse bit stream into an NRZ signal from pulses with a width of V2 / 1. Since the spectrum of a pulse is linear, it is only necessary to multiply the NRZ signal by a spectral shape which is the reciprocal of the spectral shape of a pulse of width V2 / 1 - ^ as the spectrum of a pulse of width V2 / 1
Tlf . Jt/ Tlf. Jt /
Mit einer Kotangenskanalform, wie durch A(f) ausgedrückt, läßt sich ein taktgesteuertes binäres NRZ-Signal mit einer Bitfolge 2 Z1 wiedergewinnen, und zwar durch die gewöhnlichen Antastschwellen und eine logische Auslegung des Ergebnisses entsprechend der gesteuerten Zwischensymbolbeziehung.With a cotangent channel shape, as expressed by A (f) , a clock-controlled binary NRZ signal with a bit sequence 2 Z 1 can be recovered, through the usual contact thresholds and a logical interpretation of the result according to the controlled inter-symbol relationship.
Der originale binäre Datenstrom kann aus dem ternären Signal wiedergewonnen werden, und zwar ohne Zeitsteuerung und einer einzigen Schwelle, indem man das System in der Weise steuert, daß es in einer etwas niedrigeren Übertragungsbitfolge oder Frequenz arbeitet. Dies läßt sich demonstrieren durch Prüfung des »Augenoszillogramms« (die oszilloskopische Ablenkung der empfangenen ternären Welle), was sich aus einem willkürlich synchronisierten NRZ-Bitstrom ergibt, derThe original binary data stream can be recovered from the ternary signal, without Time control and a single threshold by controlling the system in such a way that it is in one slightly lower transmission bit rate or frequency works. This can be demonstrated by testing of the "eye oscillogram" (the oscilloscopic deflection of the received ternary wave), which results from an arbitrarily synchronized NRZ bitstream which
2/,2 /,
2Zi2 room
folgt. Für eine Bitfolge von If1 ist das Augenoszillogramm das in Fig. 2(a) gezeigte. Die gleichförmige horizontale Linie in der Mitte des Oszillogramms entspricht der Antwort einer binären Folge von 101010. Die grundlegende Frequenz für diese Folge ist /1 Hz und die Funktion A(f) = 0 bei / = Z1. Wenn die Bitfolge jedoch reduziert wird, so daß die grundlegende Frequenz der 101010-Folge weniger als Zi beträgt, so fangen die kleinen »Augen« sich in dem Augenoszillogramm zu öffnen an, wie dies in Fig. 2(b) gezeigt ist. Die Sprungfunktionsanstiegzeit bleibt die gleiche, aber die Verweilzeit zwischen den übergängen wird verlängert. Die Größe des öffnens der Augen, die zum Schwellenerfassen in der Mitte der Schwelle erforderlich ist, hängt von dem Signal-zu-Geräusch-Verhältnis und der zulässigen Fehlerfolge ab. Ein Wert einer Bitfolge von weniger als 2 Z1 ist in einem Kanal mit gegebenem Signal-zu-Geräusch-Verhältnis üblich, wobei dieses Verhältnis als eine Bitfolge KZi definiert werden kann, wobei K < 2 ist und K sich dem Wert 2 für einen geräuschfreien Kanal nähert. Für ein solches System, wenn eine Schwelle festgelegt ist, wie in F i g. 2(b) angezeigt ist, kann durch die Mitte der kleinen Augen die originale binäre Folge wiedergewonnen werden.follows. For a bit sequence of If 1 , the eye oscillogram is that shown in Fig. 2 (a). The uniform horizontal line in the middle of the oscillogram corresponds to the response of a binary sequence of 101010. The basic frequency for this sequence is / 1 Hz and the function A (f) = 0 at / = Z 1 . However, if the bit sequence is reduced so that the fundamental frequency of the 101010 sequence is less than Zi, the little "eyes" begin to open on the eye oscillogram, as shown in FIG. 2 (b). The step function rise time remains the same, but the dwell time between the transitions is increased. The amount of eye opening required for threshold detection in the middle of the threshold depends on the signal-to-noise ratio and the permissible error sequence. A value of a bit sequence of less than 2 Z 1 is common in a channel with a given signal-to-noise ratio, this ratio can be defined as a bit sequence KZi, where K <2 and K is the value 2 for a noise-free one Approaching canal. For such a system, when a threshold is established, as in FIG. 2 (b) is indicated, the original binary sequence can be retrieved through the center of the small eyes.
Die reduzierte Bitfolgc, die erforderlich ist, um dieses Ergebnis zu erzielen, kann so vorgesehen werden, daß sie mit dem Geräuschpegel kompatibel ist, in dem man eine betreibbare prozentuale schmale Augenöffnung wählt und herausfindet, bei welcher FrequemThe reduced bit sequence required to achieve this result can be provided so that it is compatible with the noise level by having an operable percentage narrow eye opening chooses and finds out at which Frequem
dies im Hinblick auf Zi auftritt, und sie danr verdoppelt, um die Bitfolge zu finden. Für durchschnittliche Vorortsgesprächleitungen würde einf Augenöffnung von 20% des Spitzenansprechverhal tens als zufriedenstellend befunden. Dies führt zuthis occurs with regard to Zi, and they danr doubled to find the bit sequence. For average local calls, simpl Eye opening found to be satisfactory at 20% of peak response. this leads to
Damit, wenn ein NRZ-Signal als Eingang verwendet wird, muß die Kanalform wie folgt lauten:So, when an NRZ signal is used as an input, the channel shape must be as follows:
Ux) =U x ) =
cotcot
-φ-φ
= 0,2 (aufgerundet).= 0.2 (rounded up).
Als Lösung für Jx findet manThe solution for J x is found
= 0,91= 0.91
AU) = AU) =
AU)AU)
sinsin
π/π /
cotcot
2/, 2Z1 2 /, 2Z 1
A(fx) = A (fx) = 1,43 cot 1,431.43 cot 1.43
= 1,43 (0,142) = 0,203.= 1.43 (0.142) = 0.203.
Daher ist bei /-/» - 0,91 /t eine 20%ige Auger öffnung vorhanden, und es läßt sich eine Bitfolge voTherefore, at / - / » - 0.91 / t there is a 20% Auger opening, and a bit sequence vo
23722372
1,82/, Bit/Sekunde erzielen, und der originale Bitstrom läßt sich mit einer einzigen Mittelpunktsschwelle wiedergewinnen. 1.82 /, bit / second and the original bit stream can be retrieved with a single midpoint threshold.
Die Kanalform für das NRZ-Signal bei einer reduzierten Bitfolge, d.h. 1,82J1 Bit/Sekunde, verbleibt die gleiche wie für die geschlossene Augenbit-Folge, d. h.The channel shape for the NRZ signal with a reduced bit sequence, ie 1.82 J 1 bit / second, remains the same as for the closed eye bit sequence, ie
AU) - AU) -
2/,2 /,
cotcot
cotcot
T/T /
Ein System von diesem Typ ist in F i g. 3 gezeigt, wobei das Nachrichtenglied zwischen dem Filter und der Mittelpunktschwelle angezeigt ist. Was als Effekt erreicht wurde, besteht in der Signalisierung mit breiterenA system of this type is shown in FIG. 3, the message link between the filter and the Midpoint threshold is displayed. What has been achieved as an effect is the signaling with wider ones
Impulsen, wobei die Breite Sekunden beträgt, Sekunden. Wenn man wünschenPulses, with the width Seconds is, seconds. If you wish
an Stelle voninstead of
2/,2 /,
sollte, mit Impulsen zu signalisieren, müßte die Kanalform abgewandelt werden, um die Impulse in Impulse mit einer Breite 1/1,82Z1 zu konvertieren. Dies kann einfach dadurch erreicht werden, indem man das Spektrum eines Impulses (linear) mit dem FaktorIf, to signal with pulses, the channel shape would have to be modified in order to convert the pulses into pulses with a width of 1 / 1,82Z 1 . This can be achieved simply by dividing the spectrum of a pulse (linear) by the factor
sinsin
■I■ I
1,82/, ' 1,82/,;1.82 /, '1.82 / ,;
multipliziert, um es entsprechend einem Impuls mit einer Breite 1/1,82/ zu konvertieren, wie in Fig. 4 angezeigt ist.is multiplied to convert it according to a pulse of width 1 / 1.82 / as in Fig. 4 is displayed.
Von den Systemen, die in den F i g. 3 und 4 gezeigt sind, ist nur das System der F i g. 3 (NRZ-Signale) mit nicht synchronen Daten betreibbar. Dies ist der Fall, da im nicht synchronen NRZ-FaIl die übergänge irgendwo auftreten können, während, wenn Impulse verwendet werden, dieOf the systems shown in FIGS. 3 and 4 is only the system of FIG. 3 (NRZ signals) can be operated with non-synchronous data. This is the case because in the non-synchronous NRZ case the transitions can occur anywhere while if pulses are used that
um Signale auszuwählen, die als von jeweils Weiß- und Schwarzzonen hergeleitet betrachtet werden können, und zwar von Zonen des Dokumentes, das von der Fotozelle abgetastet wird.to select signals that can be viewed as derived from respectively white and black areas, namely from zones of the document that is scanned by the photocell.
Die Informationsfolge des Systems wird von der Bandbreite der Telefonleitung diktiert, die für dieses System verwendet werden soll, und die Abtastgeschwindigkeit des Abtastschreibers 11 wird dementsprechend gewählt. Als Beispiel soll das optische System im Abtaster eine Zone von 0,0254 cm im Durchmesser auflösen, und die Abtastzeilen weisen einen Abstand von 0,0254 cm auf. Die obere Grenze der Bitfolge oder Frequenz beträgt 4000 Bit/Sek., und die entsprechende lineare Abtastgeschwindigkeit beträgt 101,60 cm/Sek. Mit einem Abtastsystem diesen Typs wird die gewünschte Auflösung erzielt, und zwar bei einer Bitfolge, die nicht die Kapazität des Systems übersteigt, und auf diese Weise wird bei optimaler Auflösung eine übertragungsgeschwindigkeit erreicht, bei der die Bandbreite der Telefonleitung maximal ausgenutzt wird.The information sequence of the system is dictated by the bandwidth of the telephone line used for this System is to be used, and the scanning speed of the scan writer 11 becomes accordingly chosen. As an example, the optical system in the scanner should have a zone of 0.0254 cm in Resolve diameter and scan lines are 0.0254 cm apart. The upper limit the bit sequence or frequency is 4000 bits / sec., and the corresponding linear scanning speed is 101.60 cm / sec. The desired resolution is achieved with a scanning system of this type, and with a bit sequence that does not exceed the capacity of the system, and in this way it is optimal Resolution achieves a transmission speed at which the bandwidth of the telephone line is used to the maximum.
Das NRZ-Signal auf der Leitung 14 gelangt durch ein Vormodulationsfilter 15, das die Filterkurvencharakteristik The NRZ signal on line 14 passes through a pre-modulation filter 15, which the filter curve characteristic
A(f) = 0,725/cot 0,725/ A (f) = 0.725 / cot 0.725 /
hat. Dieses Filter hat ebenso eine lineare Phasen-zuFrequenz-Charakteristik über den Bereich von NullHas. This filter also has a linear phase-to-frequency characteristic over the range of zero
bis 2170 Hz. Die Größe 0,725 ist der Wert vonto 2170 Hz. The magnitude 0.725 is the value of
sinsin
Kf1 ' Kf1 Kf 1 'Kf 1
Formshape
immer vorbestimmen würde, wo die übergänge in den Daten vorhanden sind.would always pre-determine where the transitions are to be found in the data.
Unter Hinweis auf die F i g. 5 soll nun die Erfindung im Falle der Anwendung auf ein Telefonfaksimilesystem beschrieben werden.With reference to the F i g. 5 is now the invention in the case of application to a telephone facsimile system to be discribed.
Ein Abtastschreiber 11 arbeitet im Senderabschnitt und tastet die Information, die übertragen werden soll, an einem Dokument ab und konvertiert diese in ein analoges Signal auf der Leitung 12, wobei dieses Signal eine Schwarz-'oder-Weiß-Information darstellt. Das Signal auf der Leitung 12 wird in bevorzugter Weise aus einer Fotozelle und einer Lichtquelle hergeleitet, die die Kopie, die übertragen werden soll, Zeile für Zeile abtastet, um das analoge Faksimilesignal zu erzeugen. Der Abtastschreiber 11 arbeitet ebenso in Abhängigkeit von Signalen auf der Leitung 10, um Schwarz-auf-Weiß-Signale zu schreiben oder zu drucken, wenn die Einheit als Empfänger betrieben wird, wobei der Abtastvorgang synchron mit dem entfernten Senderabtaster arbeitet, um eine Faksimile-Kopie des originalen Dokumentes zu rekonstruieren. A scan writer 11 operates in the transmitter section and samples the information that is being transmitted should, on a document and converts it into an analog signal on the line 12, this Signal represents black-or-white information. The signal on line 12 is preferably a photocell and a light source which scans the copy to be transmitted line by line to the analog facsimile signal to create. The scan recorder 11 also operates in response to signals on the line 10 to write or print black-on-white signals when the unit is a receiver is operated, the scanning process operating in synchronism with the remote transmitter scanner to obtain a Reconstruct facsimile copy of the original document.
Das Fotozellensignal auf der Leitung 12 wird in dem Begrenzer 13 zweiwertbegrenzt, um auf der Leitung 14 ein binäres Signal vom Typ nicht auf Null rückkehrend (NRZ) vorzusehen, wie dies durch die Wellenform (a) in Fig. 6 veranschaulicht ist. Diese Begrenzung wird erreicht, indem man eine Schwelle für das analoge Signal auf der Leitung 12 vorsieht, wobei /1 gleich 2,17 kHz beträgt. Mit einem Z1 mit einem Wert von 2,17 kHz beträgt die Bitfolge von 1,82Zi nahezu 4000 Bit pro Sekunde.The photocell signal on line 12 is two-value limited in limiter 13 to provide a binary non-zero return (NRZ) signal on line 14, as illustrated by waveform (a) in FIG. This limitation is achieved by providing a threshold for the analog signal on line 12, where / 1 equals 2.17 kHz. With a Z 1 with a value of 2.17 kHz, the bit sequence of 1.82Zi is almost 4000 bits per second.
Der Ausgang des Filters 15 wird einem AM-Modulator 16 zugeführt, der einen 2,4-kHz-Träger auf der Leitung 17 von einem Frequenzteiler 18 erhält, welch letzterer die Frequenz eines Präzisionskristalloszillators 19 durch 1024 teilt, wobei dieser Oszillator auf 2,4576 MHz schwingt.The output of the filter 15 is fed to an AM modulator 16, which has a 2.4 kHz carrier on the Line 17 is received from a frequency divider 18, the latter being the frequency of a precision crystal oscillator 19 divided by 1024, this oscillator oscillating at 2.4576 MHz.
Die 2,4 kHz auf dem Frequenzteiler 18 werden ebenso durch einen Frequenzteiler 21 geführt, um auf der Leitung 22,400 Hz zum synchronen Betreiben des Motorantriebs23 vorzusehen. Die Motorantriebe für die Zeilen- und Blattabtastung im Abtastschreiber II werden in Anbetracht des Präzisionskrislalioszillators 19, der in jeder Einheit gelegen ist, synchron gehalten. Wie in den zuvor erwähnten Patentanmeldungen beschrieben wurde, sichert ein Startzeichen des Systems, daß die Lese- und Schreibabtastungen von einer anfänglichen Lage am linken Rand des Blattes aus arbeiten.The 2.4 kHz on the frequency divider 18 are also passed through a frequency divider 21 to to be provided on the 22.400 Hz line for synchronous operation of the motor drive23. The motor drives for the line and sheet scanning in the scanning recorder II are in view of the precision crystal oscillator 19 located in each unit is kept in sync. As in the aforementioned patent applications a start character assures the system that the read and write scans work from an initial position on the left edge of the sheet.
Der Ausgang des Modulators 16 wird einem Restseitenbandfilter 24 zugeführt, das eine schief-symme-The output of the modulator 16 is fed to a residual sideband filter 24, which has a skew-symmetric
irische Dämpfung relativ zur Trägerfrequenz von 2,4 kHz aufweist, mit einem relativen Amplitudenübertragungsfaktor
von 0,5 bei der Trägerfrequenz und einem Übertragungsfaktor von 0 bis 3,0 kHz.
Das Signal aus dem Filter 24 gelangt durch einerIrish attenuation relative to the carrier frequency of 2.4 kHz, with a relative amplitude transfer factor of 0.5 at the carrier frequency and a transfer factor of 0 to 3.0 kHz.
The signal from the filter 24 passes through a
Leistungsverstärker 25, um eine Koppelspule 26 zu erregen, die magnetisch an die Handsprechmuschel 21 eines Fernsprechapparates gekoppelt ist.Power amplifier 25 to excite a coupling coil 26 which is magnetically coupled to the handset 21 of a telephone set.
Der Empfang der Faksimilesignale wird mit dei gleichen Ausrüstung, wie in F ig. 5 gezeigt ist, bewerk-The reception of the facsimile signals is carried out with the same equipment as in Fig. 5 is shown,
stelligt, die in der Empfangsstation gelegen ist. Telefonsignale, die über die Telefonleitungen empfanger werden, werden magnetisch auf den Fernsprechapparat 27 in der Empfangsstation mit Hilfe eineidigit, which is located in the receiving station. Telephone signals received over the telephone lines are magnetically attached to the telephone set 27 in the receiving station by means of a
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Koppelspiilc 28 gekoppelt, zu der eine Entbrummspulo29 zugeordnet ist. Das 2,4-kHz-ir.oduliertc Signal, das vom Fernsprecher 27 ubgegriffen wurde, wird einem NF-Vcrslürker 31 zugeführt, der ein Signal für ein Transversalfilterenlzerrer 32 vorsieht.Koppelspiilc 28 coupled, to which a Entbrummspulo29 assigned. The 2.4 kHz ir-modulated signal picked up by telephone 27 is fed to an NF-Vcrslürker 31, which is a Signal for a transversal filter 32 provides.
Der Entzerrer 32 sieht eine Entzerrung über dem Frequenzbereich von nahezu 230 bis 3000 Hz vor, und zusätzlich führt der Entzerrer auch Korrekturen der Amplitude und Phase durch, und zwar hinsichtlich eines unvollständigen Filterns in anderen Teilen des Systems.The equalizer 32 provides equalization over the frequency range of almost 230 to 3000 Hz, and in addition, the equalizer also makes corrections to the amplitude and phase, namely with regard to incomplete filtering in other parts of the system.
Der Ausgang des Filters 32 wird zu einem Vollweggleichrichter 33 geführt. Der Gleichrichter oder Detektor 33 enthält ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter, und somit wird einer Mittelpunktsschwelle 35 die wiedergewonnene Teilansprechmodulationswellenform (d) in Fig. 6 zugeführt. Die Mittelpunktsschwelle35 arbeitet relativ zur Mitte der Wellenform (d) und erzeugt eine Ausgangswellenform (e), die binär ist, wie dies davon abhängt, ob die Wellenform (d) oberhalb oder unterhalb der Mittelpunktsschwelle lieg·.. Die Wellenform (e) in Fig. 6 wird einem Leistungsverstärker 36 zugeleitet, der auf diese Weise die Schwarz- und Weißsignale auf der Leitung 10 vorsieht, um den Schreiber im Abtastschreiber 11 zu betreiben.The output of the filter 32 is fed to a full wave rectifier 33. The rectifier or detector 33 contains a downstream low-pass filter, and thus a midpoint threshold 35 is the recovered partial response modulation waveform (d) in Fig. 6 is supplied. The midpoint threshold 35 operates relative to the center of the waveform (d) and produces an output waveform (e) that is binary is how this depends on whether the waveform (d) is above or below the midpoint threshold lieg · .. The waveform (e) in Fig. 6 becomes a power amplifier 36 supplied, which in this way provides the black and white signals on line 10, to operate the recorder in the scan recorder 11.
Der Detektor 33 erzeugt, nach dem Empfang eines Trägers aus dem Filter 32, auf der Leitung 37 ein Signal, das den Empfang einer Nachricht darstellt. Dieses Signal auf der Leitung 37 gelangt zu einer »Start-Stopp«-Steuerung 38, die den Schreiber im Abtastschreiber 11 synchron mit der Abtastung in der Sendestation startet.After receiving a carrier from the filter 32, the detector 33 generates a signal on the line 37 Signal that represents the receipt of a message. This signal on line 37 passes to a “Start-stop” control 38, which keeps the recorder in the scan recorder 11 synchronized with the scan in the transmitting station starts.
Die Start-Stopp-Steuerung 38 sieht ebenso ein Signal vor, das die Verstärkung des NF-Verstärkers 31 steuert, um die Mittelpunktsschwelle in einer Weise zu schalten, wie dies nun beschrieben werden soll. Der Empfang eines Signals auf der Leitung 37, was eine Erfassung in dem Detektor 33 anzeigt, führt zur Bildung eines Ausgangsimpulses auf der Leitung 41, der einen monostabilen Schaltkreis 42 anregt, der eine relativ lange Impulsdauer besitzt, wie z. B. 2 Sekunden. Für die Dauer des 2-Sekunden-Impulsausganges der monostabilcn Kippstufe 42 wird ein UND-Gatter 43 in Bereitschaft gesetzt und läßt 150-Hz-Signale auf der Leitung 44 zum Eingang eines Vor-Rückwärts-Zählers 45 durch. Das 150-Hz-Signal auf der Leitung 44 kann von jeder herkömmlichen Quelle hergeleitet werden, wie z. B. vom Teiler55, der vom Oszillator 19 getrieben wird.The start-stop control 38 also provides a signal that controls the gain of the LF amplifier 31, to switch the midpoint threshold in a manner as will now be described. The receipt of a signal on the line 37, which indicates a detection in the detector 33, leads to Formation of an output pulse on the line 41, which excites a monostable circuit 42, the one has a relatively long pulse duration, such as B. 2 seconds. For the duration of the 2-second pulse output of the monostable multivibrator 42, an AND gate 43 is set to standby and allows 150 Hz signals the line 44 to the input of an up-down counter 45 through. The 150 Hz signal on the line 44 can be derived from any conventional source such as e.g. B. from the divider 55, from the oscillator 19 is driven.
Die Zählung in dem Zähler 45 wird in eine analoge Spannung durch eine Digital-zu-Analog-Matrix 46 konvertiert, und diese Spannung wird auf der Leitung 47 als AVR-Potential für den Verstärker 31 geliefert. Die Richtung der Zählung in dem Zähler 45 wird durch die relative Polarität des Signals auf der Leitung 48 gesteuert, die aus dem Ausgang der Mittelpunktsschwelle 35 erhalten wird.The count in the counter 45 is converted into an analog voltage by a digital-to-analog matrix 46 converted, and this voltage is on the line 47 as the AGC potential for the amplifier 31 delivered. The direction of counting in counter 45 is determined by the relative polarity of the signal on the Line 48, which is obtained from the output of the midpoint threshold 35, is controlled.
Wenn der Sendeempfänger der F i g. 5 eine Nachricht sendet, so sieht ein Dokumentdetektor im Abtastschreiber 11 ein Sendesignal auf der Leitung 51 vor, das der monostabilen Kippstufe 42 zugeleitet wird, um geringfügig die Dauer des erzeugten Ausgangsimpulses zu verlängern. Diese leicht verlängerte Impulsperiode des Ausganges der monostabilen Kippstufe 42 gelangt auf die Leitung 52 und damit zu einem Grausignalgenerator 53. Der Grausignalgenerator 53 sieht auf der Leitung 54 ein Signal vor, das zum FiI-ter 15 gelangt und dessen Amplitude dem Mittelpunkt zwischen den Amplituden der normalen Schwarz- und Weiß-NRZ-Signalc entspricht, die auf der Leitung 14 empfangen werden. Dieses sogenannte Graupegelsignal auf der Leitung 54 bewirkt für einen kurzen Intervall, nachdem ein Dokument in den Abtastschreiber 11 eingeschoben wurde, jedoch bevor irgendein Schwarzsignal abgetastet wurde, daß ein Signal auf der Leitung 14 erzeugt wird.If the transceiver of FIG. 5 sends a message, a document detector sees the Scan recorder 11 presents a transmission signal on line 51, which is fed to monostable multivibrator 42 to slightly lengthen the duration of the output pulse generated. This slightly lengthened Pulse period of the output of the monostable multivibrator 42 reaches the line 52 and thus to a Gray signal generator 53. The gray signal generator 53 provides a signal on line 54 which is sent to the filter 15 arrives and its amplitude is the midpoint between the amplitudes of the normal black and white NRZ signalc corresponds to that on the line 14 can be received. This so-called gray level signal on line 54 for a brief interval after a document has entered the Scanning recorder 11 was inserted, but before any black signal was scanned that a Signal on line 14 is generated.
ίο Mit einem Modulationswert einer Größe, die dem Graupegelsignal entspricht, das von dem Detektor 33 empfangen wurde und der Schwelle 35 zugeführt wurde, hängt die relative Polarität des Ausganges der Schwelle 35 von der Verstärkung des Verstärkers 31 ab, da, wenn der Modulationswert über die Mittelpunktsschwelle verstärkt wird, eine Ausgangspolaritäl aus der Schwelle 35 erhalten wird, die derjenigen entgegengesetzt ist, die auftreten würde, wenn die Verstärkung des Verstärkers 31 den Grausignal-ίο With a modulation value of a size that corresponds to the Corresponds to the gray level signal received by the detector 33 and fed to the threshold 35 the relative polarity of the output of the threshold 35 depends on the gain of the amplifier 31 since, when the modulation value is amplified above the midpoint threshold, an output polarity is obtained from the threshold 35, which is opposite to that which would occur if the Amplification of the amplifier 31 the gray signal
modulationswert auf weniger als die Mittelpunktsschwelle verstärkt.modulation value amplified to less than the midpoint threshold.
Der hohe oder niedrige Ausgang der Mittelpunktsschwelle 35 gelangt auf die Leitung 48, und zwar als negative Rückkopplung, um die Zählung des Zählers 45 vorwärts oder rückwärts schreiten zu lassen, wie dies zur Änderung der Verstärkung des Verstärkers 31 auf einen Wert erforderlich ist, der zur Gestaltung der Grauwertmodulation, die der Schwelle 35 zugeführt wird, entsprechend der Mittelpunktsschwelle erforderlich ist. Der Verstärkungswert des Verstärkers 31 wird während der ganzen übertragung beibehalten, da am Ende des Zweisekundenimpulses aus der monostabilen Kippstufe 32 das UND-Gatter 43 außer Bereitschaft gebracht wird und die Zählung im Zähler 45 festgehalten wird, bis die nächste Nachrichtenfolge auftritt.The high or low output of the midpoint threshold 35 comes on line 48 as negative feedback to the count of the Counter 45 to step forward or backward, as to change the gain of the Amplifier 31 is required to a value that is used to design the gray value modulation, which is the threshold 35 is supplied, corresponding to the midpoint threshold is required. The gain value of the Amplifier 31 is maintained throughout the transmission, since it is at the end of the two-second pulse from the monostable flip-flop 32, the AND gate 43 is brought out of readiness and the Count in counter 45 is held until the next message sequence occurs.
Bei einer festgelegten Verstärkung des Verstärkers 31 werden die Signale, die Schwarz und Weiß entsprechen, empfangen und relativ zu einem Spannungspegel in der Mitte zwischen den Schwarz- und Weißsignalen durch die Mittelpunktsschwelle 35 aufgespalten, so daß auf diese Weise an einer richtigen Stelle aufgespalten wird, um das originale NRZ-Datensignal wiederzugewinnen.With a fixed gain of the amplifier 31, the signals corresponding to black and white are received and relative to a voltage level midway between the black and white signals split by the midpoint threshold 35, so that split in this way at a correct point to recover the original NRZ data signal.
Filterformen, andere als die Kotangensform, die zuvor beschrieben wurden, können verwendet werden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Die allgemeinen Charakteristiken dieser Filter können von Überlegungen hinsichtlich der Übergangsfunktion des FiI-ters für einen besonderen Fall hergeleitet oder gewonnen werden. Betrachtet man das Faksimilesystem, das eben beschrieben wurde und eine Auflösung von 39,4 Zeilen pro Zentimeter und eine Abtastgeschwindigkeit hat, die eine maximale Ubertragungsfolge von 4000 Bit/Sek. entspricht, so ist der NRZ-Impuls nicht kürzer als 250 Mikrosekunden. Das bedeutet, daß die höchste Wechselfolge von »1« zu »0« gleich 4000 Ubergänge/Sek. beträgt, was 39,4 Zeilen/cm entspricht. Die Anforderungen an die Sprungfunktiori sind so, daß der Filterübertragungswert auf den 101010-Wellentyp 20% sein sollte, so daß die höchste Datenumkehrfolge wiedergewonnen werden kann durch Mittelpunktsschwellenerfassung. So ist ein Punkt auf der verallgemeinerten Filteramplitude gegenüber dem Frequenzgang gleich A (/) = 0,2, bei / = 2 KC. Filter shapes, other than the cotangent shape previously described, can be used to achieve similar results. The general characteristics of these filters can be derived or obtained from considerations regarding the transition function of the filter for a particular case. If one considers the facsimile system that has just been described and has a resolution of 39.4 lines per centimeter and a scanning speed that has a maximum transmission rate of 4000 bits / sec. the NRZ pulse is no shorter than 250 microseconds. This means that the highest change from "1" to "0" equals 4000 transitions / sec. which corresponds to 39.4 lines / cm. The requirements for the jump functions are such that the filter transfer value on the 101010 mode should be 20% so that the highest data reversal sequence can be recovered by midpoint threshold detection. Thus, a point on the generalized filter amplitude versus the frequency response is equal to A (/) = 0.2, at / = 2 KC.
Es soll nun die Analyse des Filters auf den 1010-Wellentyp betrachtet werden durch Summierung der Sprungfunktionen des Filters auf jede der Übergangs-Let us now consider the analysis of the filter for the 1010 wave type by summing the Step functions of the filter on each of the transition
ISIS
flanken, Die individuellen Sprungfunklicnen auf drei nacheinanderfolgende übergänge in einer maximalen Folge, wie in F i g. 7(a) gezeigt, sind in don F i g, 7(b), (c) und (d) gegeben, Die Sumwe dieser übergüngc ist in Fig, 7(e) gezeigt, und das wiedergewonnene Signal, das durch Miltelpunktsschwellenerfassung erhallen wurde, ist in Fig. 7(1) wiedergegeben. Die erforderliche Sprungfunktion für eine solche Ausführung ist:flanken, the individual jump functions on three successive transitions in a maximum sequence, as in FIG. 7 (a) are shown in FIG. 7 (b), (c) and (d) given, The sumwe of this transition is shown in Figure 7 (e), and the recovered signal obtained by center threshold detection is shown in Fig. 7 (1). The necessary step function for such an execution is:
a) Die Sprungfunktion muß vernachliissigbar gedämpft verlaufen oder vernachliissigbar Uberschwingen, so daß z. B. die Sprungfunktion entsprechend der Flanke 1 keine störende Einwirkung auf die richtige Zeitlage des Überschreitens der Schwelle der Sprungfunktion der Flanke 3 hat. Wenn eine gedämpfte Schwingung an den ebenen Abschnitten der Übergangsfunktion oder des Frequenzganges entsprechend der Flanke 1 auftritt, könnte sie mit der Lage der wiedergewonnenen Flanke 3' interferieren.a) The step function must be damped negligibly run or negligible overshoot, so that z. B. the step function accordingly flank 1 has no disruptive effect on the correct timing of the exceedance the threshold of the step function of flank 3 has. If a damped oscillation is transmitted to the flat sections of the transition function or the frequency response corresponding to edge 1 occurs it could interfere with the location of the recovered edge 3 '.
b) Die Sprungfunktion muß in weniger als oder innerhalb zweier Bitperioden oder 500 Mikrosekunden, bei dem gegebenen Beispiel vollendet sein. Wenn die Sprungfunktion-Anstiegszeit langer dauert, können Schwellenüberschreitungsfehler erneut entsprechend einer Zwischensymbolinterferenz auftreten. Wenn die Sprungfunktionsanstiegszeit kürzer als 500 Mikrosekunden dauert ist das Ansprechen oder der Frequenzgang annehmbar, das Filter müßte jedoch eine größere Bandbreite haben. Der beste Kompromiß hinsichtlich der Bandbreite besteht daher darin, die Sprungfunktionsansliegszeit gleich 500 Mikrosekunden oder zwei Bitperioden zu wählen,b) The step function must be performed in less than or within two bit periods or 500 microseconds, be completed in the example given. When the step function rise time is longer Threshold errors can occur again corresponding to intersymbol interference appear. When the step function rise time is less than 500 microseconds the response or frequency response is acceptable, but the filter should have a larger one Have bandwidth. The best compromise in terms of bandwidth is therefore to the jump function application time is 500 microseconds or to choose two bit periods,
Nun sei die Flanke 3 betrachtet, die nach rechts zeitlich um irgendeinen Betrag <, verschoben ist. DannNow consider flank 3, which is shifted to the right in time by any amount <i. then
ίο würde die Sprungfunktion der Flanke 3 ebenso um den gleichen Betrag verschoben werden. Der Schwellenübergang tritt zeillich etwas später aiii und schafft eine vollständige Erholzeit für die Verweilzeit zwischen der Flanke 2 und der Flanke 3, ungeachtet deren Größe,ίο would change the step function of edge 3 as well be moved the same amount. The threshold transition occurs a little later aiii and creates a complete recovery time for the dwell time between edge 2 and edge 3, regardless of their size,
15· solange sie 250 Mikrosekunden überschreitet. Auf
diese Weise kann die Flanke 3 irgendwo auftreten, und das Filter ist Tür nicht synchrone Daten zufriedenstellend
ausgelegt.
Eine weitere Untersuchung zeigt, daß, solange die15 · as long as it exceeds 250 microseconds. In this way, edge 3 can occur anywhere, and the filter is satisfactorily designed for non-synchronous data.
Further investigation shows that as long as the
minimale Verweüzeit 250 Mikrosekunden beträgt unter Verwendung eines Filters mit den zuvor erwähnten Anforderungen hinsichtlich der Übergangsfunktion eine vollständige Wiedergewinnung erzielt wird, Wenn die Verweüzeit unter 250 Mikrosekunden fällt oder wenn die Sprungfunktion langer als 500 Mikrosekunden beträgt oder wenn eine gedämpfte Schwingung und ein überschwingen zugelassen werden, ergibt sich eine Zwischensymbolinterferenz, und die Wiedergewinnung ist nicht einwandfrei, was vomminimum dwell time is 250 microseconds using a filter with those mentioned above Requirements with regard to the transition function a full recovery is achieved, If the dwell time falls below 250 microseconds or if the step function is longer than 500 microseconds or if a damped oscillation and an overshoot are permitted, there is intersymbol interference and the recovery is not good as far as the
Grad der Mangelhaftigkeit abhängig ist.The degree of deficiency is dependent.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (7)
einen stabilen Oszillator;
einen Frequenzteiler zum Herleiten einei Trägerwelle mit einer Frequenz von etwa 2,4 kHz von dem Oszillator;
eine Modulationseinrichtung zur Amplitudenmodulation der Trägerwelle mit der Teilansprechwellenform ;shows where /, is about 2.17 kHz and the filter means has a linear phase-frequency characteristic for generating a partial response waveform;
a stable oscillator;
a frequency divider for deriving a carrier wave having a frequency of about 2.4 kHz from the oscillator;
modulation means for amplitude modulating the carrier wave with the partial response waveform;
eine Mittelpunktsschwelle (35), die auf die Teilansprechwellenform anspricht und eine Schwellenerfassung vorsieht, die in der Mitte der Teilansprechwellenform zentriert liegt, um eine Originalkopie der binären NRZ-Wellenform zu erhalten, und
eine Einrichtung zum Zuführen der Originalkopie der binären NRZ-Wellenform auf die Abtaster-Schreibereinheit, um eine Faksimile-Kopie des an der entfernten gleichartigen Einheit abgetasteten Dokumentes zu schreiben oder zu drucken.a vestigial sideband demodulator responsive to the signal from the amplifier and transversal filter means for detecting the partial response waveform;
a midpoint threshold (35) responsive to the partial response waveform and providing threshold detection centered on the center of the partial response waveform to obtain an original copy of the binary NRZ waveform; and
means for supplying the original copy of the binary NRZ waveform to the scanner-writer unit to write or print a facsimile copy of the document scanned at the remote similar unit.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US71906268A | 1968-04-05 | 1968-04-05 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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