DE1923210C3 - Überwachung des Modulators und Demodulators in Puls-Modulations-Systemen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Überwachung des sendeseitigen Modulators und/oder des empfangsseitigen Demodulators in einem Puls-Modulations-System, bei dem dem sendeseitigen Modulator eingangsseitig das analoge Signal in getasteter Form zugeführt wird.

Eine besondere Überwachung des sendeseitigen Modulators und/oder des empfangsseitigen Demodulators ist stets dann geboten, wenn der Umfang der sie darstellenden technischen Einrichtung eine größere Fehlerwahrscheinlichkeit erwarten läßt. Dieser Sachverhalt ist insbesondere bei mit Pulscodemodulation arbeitenden Vielkanalsystemen gegeben. Der einen Coder darstellende sendeseitige Modulator und der einen Decoder darstellende empfangsseitige Demodula- s tor sind hier sehr umfangreiche technische Einrichtungen, weil die in der Regel geforderte hohe Übertragungsqualität einerseits einen mindestens sieben Elemente umfassenden Code verlangt und darüber hinaus zur weiteren Verminderung des Quantisierungsrausches zusätzliche Maßnahmen in Form einer sogenannten Kompandierung zur Anwerdung gelangen.

Für ein solches PCM-System (DAS 12 27 525) ist es bereits bekannt, zur Überwachung der Übertragung einer Nachricht vom Sender zum Empfänger ein sowohl

is über den sendeseitigen Coder als auch den empfangsseitigen Decoder geführtes Pilotsignal zu verwenden. Dieses Pilotsignal besteht dabei aus einem Gleichstromimpuls definierter Amplitude und Dauer, das empfangsseitig hinter dem Decoder auf Abweichungen vom

Sollwert überprüft wird.

Der grundsätzliche Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es in Systemen mit verteilter Synchronisierung praktisch nicht zu verwenden ist. Bei dieser Art der Codierung besteht nämlich ohne

größeren Aufwand keine Möglichkeit, eine der Überwachung dienende Information zusätzlich zur eigentlichen Nachricht zu codieren und zu decodieren.

Ein weiterer Nachteil, der sich aus der Verwendung eines Pilotsignals ergibt ist die Beschränkung der

Überwachung auf eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung. In einem integrierten Netz läßt sich dieses Verfahren also nicht verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Überwachung des sendeseitigen Modulators und/oder des empfangsseitigen Demodulators bei einem Pulssystem der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die die bei PCM-Systemen mit verteilter Synchronisierung bzw. bei PCM-Systemen in einem integrierten Netz auftretenden geschilderten

Schwierigkeiten beseitigt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Modulator und/oder dem Demodulator auf der Analogwertseite mit seinem Eingang wenigstens ein Analogwertsieb für einen engbegrenzten Signalwertbereich und auf seiten des modulierten Signals mit seinem Eingang wenigstens ein Bewerter, beispielsweise in Form eines Hilfsdemodulators angeschaltet ist, der nur die für die entsprechenden Analogwertsiebe durchlässigen Werte meldet und daß der Ausgang des

so Analogwertsiebes und der Ausgang des Bewerters mit einem von zwei Eingängen eines Vergleichers verbunden, ist der bei Häufung von nicht übereinstimmenden zugehörigen Meldungen aus dem Analogwertsieb und dem Bewerter an seinem Ausgang ein Störsignal abgibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in ihrer Anwendung bei einem PCM-System ist der Bewerter ein Digitalwertsieb. Dabei beträgt der von dem Analogwertsieb umfaßte Wertbereich wenigstens eine Quantisierungsstufe. Die Einhaltung dieser Bedingung ist erforderlich, weil die Grenzen von zugeordneten Analog- und Digitalwertsieben übereinstimmen müssen und auf der Digitalwertseite keine kleineren Schritte als die einer Quantisierungsstufe gemacht werden können.

Aus Gründen der statistischen Häufung der Signalwerte um den Aussteuerruhewert ist es vorteilhaft, daß ein zu überwachender Signalwertbereich um den Aussteuerruhewert liegt Ein weiterer Vorteil dieser

Maßnahme ergibt sich bei Verwendung einer Kompandierung in einen PCM-System, da hier gewöhnlich für Werte um den Aussteuerruhewert die höchsten Anforderungen (das entspricht größter Fehlerhäufigkeit) an Coder und Decoder gestellt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine Darstellung der Überwachung ties sendeseitigeu Modulators gemäß der Erfindung im Blockschaltbild,

Fig.2 eine Darstellung der Überwachung des empfangsseitigen Demodulators gemäß der Erfindung im Blockschaltbild,

Fig.3 die Veranschaulichung der Wirkungsweise eines Amplitudenfilters,

Fig.4 ein spezielles Ausführungsbeispiel der Überwachung des sendeseitigen Coders in einem PCM-System,

Fig.5 ein Ausführungsbeispiel einer Fehlerintegrationsstufe.

Die F i g. 1 zeigt schematisch den Modulator M und parallel dazu die eigentliche Anordnung zur Überwachung des Modulators M. Mit dem Eingang des Modulators M sind η Analogwertsiebe ASi · ■ · AS_n und mit seinem Ausgang η Bewerter B\... B_n mit ihren jeweiligen Eingängen verbunden. Je ein Analogwertsieb AS, und ein Bewerter B, sind durch das Erfassen zugeordneter Wertebereiche in jeweils modulierter und unmodulierter Form einander zugeordnet Die Zuordnung wird durch den Index (1 <v<n) ausgedrückt. ]e ein Analogwertsieb AS₁, und ein ihm zugeordneter Bewerter B, sind mit ihren Ausgängen mit den beiden Eingängen eines von η Vergleichern V, verbunden. Sämtliche η Ausgänge der π Vergleicher Vl... V_n sind einander parallelgeschaltet und mit dem Eingang einer Fehlerintegrationsstufe F/, deren Ausgang an den Eingang einer Anordnung zur Fehleranzeige FA angeschlossen ist verbunden.

Im Punkt a am Eingang des Modulators M liegt das zu übertragende Signal bereits in getasteter Form vor. Fällt ein Abtastwert in den vom Amplitudensieb AS, erfaßten Bereich, so gibt diesen einen Impuls an den mit ihm verbundenen Vergleicher V, ab. Arbeitet der Modulator M fehlerfrei, so muß der an seinem Ausgang ankommende modulierte Wert in den Bereich des dem Amplitudensieb AS, zugeordneten Bewerters B, fallen, worauf sich dieser einen Impuls an den Vergleicher V₉ abgibt Erhalten beide Eingänge des Vergleichers V₉ gleichzeitig (bzw. mit einer Phasenverschiebung, die der Laufzeit des Signals durch den Modulator M entspricht) je einen Impuls, so gibt der Vergleicher V_v keine Meldung ab. Eine Meldung wird nur dann abgegeben, wenn nur an einen der beiden Eingänge des Vergleichers V₉ ein Impuls gelangt, der Modulator M also fehlerhaft codierte.

Um zu verhindern, daß bei Auftreten kurzzeitiger zufälliger Störungen der Modulation bzw. Demodulation bereits eine Fehleranzeige erfolgt, ist eine Fehlerintegrationsstufe PI vorgesehen. Sie sorgt dafür, daß eine Anzeige nur bei Häufung von Fehlern erfolgt

Analog zu der F i g. 1 zeigt die F i g. 2 die Anordnung zur Überwachung des Demodulators D in einem Pulssystem. Gegenüber der in der F i g. 1 gezeichneten Anordnung ist hier lediglich die Anordnung der Bewerter B\...B_m und der Analogwertsiebe AS\... AS_n vertauscht weil beim Demodulator D im Gegensatz zum Modulator Ai das modulierte Signa! am Eingang und das unmodulierte Signal am Ausgang liegt. Die Zahl π der Analogwertsiebe AS und Bewerter B am Modulator M muß nicht übereinstimmen mit der Zahl m der Analogwertsiebe AS und Bewerter B am Demodulator D. Auch müssen sich die von der Überwachung erfaßten Bereiche nicht decken, da die Überwachung des Modulators M völlig unabhängig von eier des Demodulators D arbeitet Es ist jedoch vorteilhaft wie schon an früherer Stelle erwähnt wenn

ίο beim Modulator Mund Demodulator £>je ein durch die Überwachung erfaßter Bereich um den Aussteuerruhewert liegt

Die Fig.3 zeigt ein Diagramm eines im Punkt a ankommenden getasteten Signals Sig zwischen den

is Zeiten U und &. Das Signal Sig ist durch die gestrichelt gezeichnete Linie dargestellt Der schraffierte Bereich in den Grenzen der Spannungen U\ und LJ₂ bildet den Durchlaßbereich eines Analogwertsiebes AS. Fällt ein Abtastwert in diesen Bereich (im Diagramm der Abtastwert im Zeitpunkt f,), so gibt das betreffende Amplitudensieb AS einen Impuls an den ihn zugeordneten Vergleicher Vab.

Die Bewerter üben praktisch die gleiche Funktion wie die Analogwertsiebe aus. Es werden jedoch hier keine amplitudenmodulierten Impulse auf ihre Amplitude, sondern z. B. pulsdauermodulierte Impulse auf ihre Dauer, pulsphasenmodulierte Impulse auf ihre Phase, oder codierte Amplitudenwerte auf ihre Wertezuordnung untersucht

Die Fig.4 zeigt ein spezielles Ausführungsbeispiel der Überwachung des Modulators M in einem PCM-System. Die spezielle Form des Modulators Mist bei PCM der Coder, die des Demodulators der Decoder, und die des Bewerters B das Digitalwertsieb DS.

Ein Amplitudensieb AS, besteht in der gezeichneten Anordnung aus zwei Differenzverstärkern DVjv und Z)V₂V wobei jeweils ein Eingang auf einem festen Bezugspotential U\v bzw. UtV liegt Der andere Eingang des jeweiligen Differenzverstärkers DV\v bzw. DVj» ist mit dem Eingang des Amplitudensiebes AS, verbunden. Der Ausgang des Differenzverstärkers D Vy» ist mit dem Eingang eines Negations-Gatters NG₉ verbunden, dessen Ausgang mit dem Ausgang des Differenzverstärkers DViv an die beiden Eingänge eines Und-Gatters LJG, angeschlossen ist Der Ausgang dieses Und-Gatters bildet den Ausgang des Amplitudensiebes AS,.

Die Funktionsweise und Aufgabe eines derartigen Amplitudensiebes AS ist bereits unter F i g. 3 beschrieben.

Der Bewerter B, enthält im gezeichneten Ausführungsbeispiel ein Schieberegister Sehr, welches mit der Bitfolgefrequenz am Eingang T getaktet wird. Jede einzelne Kippstufe des Schieberegisters besitzt einen Ausgang Q und einen dazu komplementären Ausgang

Q. Eine der beiden Ausgänge ist jeweils mit dem Eingang eines r-stelligen Und-Gatters G₉ verbunden. Der Ausgang dieses Und-Gatters G₉ ist gleichzeitig der Ausgang des zugehörigen Bewerters B,. Bei vollständig in das Schieberegister Sch, eingetragener codierter Zahl eines sendeseitigen Amplitudenwertes gibt jede Kippstufe einen Impuls an ihren Ausgang Q oder dazu komplementären Ausgang Q ab, je nachdem ob in der betreffenden Kippstufe momentan eine binäre »Or oder »L« liegt Am Ausgang des obenerwähnten Und-Gatters G₉ erscheint also nur dann ein Impuls, wenn ein durch die Wahl der Ausgänge Q bzw. Q bestimmte Zahl aus der Menge t im Schieberegister ScK Hegt
!st die Anzahl der Quar.iisicrur.KSstuicn größer als der

durch das Schieberegister ScA, erfaßte Wertebereich 2^r, so beträgt der Durchlaßbereich des Bewerters nicht eine, sondern mehrere Quantisierungsstufen.

Ein Vergleicher V* besteht hier lediglich aus einem Exklusiv-Oder-Gatter. Sämtliche η Ausgänge dieser Gatter V, sind jedoch mit den η Eingängen eines Oder-Gatters OC verbunden, dessen Ausgang dann an den Eingang der Fehlerintegrationsstufe Fl angeschlossen ist

Die Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fehlerintegrationsstufe F/. Eine getastete Stromquelle / mit zwei Eingängen E\ und Ei gibt jeweils eine definierte Ladung ab, wenn eingangsseitig ein Impuls ankommt. Impulse aus verschiedenen Eingängen bedingen Ladungen verschiedenen Vorzeichens. Der Eingang E\ ist mil einem Takt konstanter Frequenz belegt, und an der Eingang Ei wird immer dann ein Impuls geliefert, wenr eine Fehlermeldung vorliegt. Die Stromquelle / speisi einen mit einem Ende an ihrem Ausgang liegender Kondensator C, der sich gegen ein Bezugspotentia auflädt. Wird nun die mittlere Fehlerhäufigkeit wesentlich größer als die Häufigkeit der Impulse aus dem Takt so steigt die Spannung am Kondensator C. Be Überschreiten einer Schwellspannung Us gibt ein anKondensator C und an dieser Schwellspannung U liegender Differenzverstärker DV eine Meldung übe: seinen Ausgang an die in den F i g. 1 und 2 in Blockforrr angegebene Fehleranzeigevorrichtung FA ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Überwachung des sendeseitigen Modulators und/oder des empfangsseitigen Demodulators in einem Pulsmodulationssystem, bei dem dem sendeseitigen Modulator eingangsseitig das analoge Signal in getasteter Form zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Modulator (M) und/oder dem Demodulator (D) auf der Analogwertseite mit seinem Eingang wenigstens ein Anaiogwertsieb (AS) für einen engbegrenzten Signalwertbereich und auf seiten des modulierten Signals mit seinem Eingang wenigstens ein Bewerter (B), beispielsweise in Form eines Hilfsdemodulators angeschaltet ist, und daß der Ausgang des Analogwertsiebes (AS) und der Ausgang des Bewerters (B) mit einem von zwei Eingängen eines Vergleichers (V) verbunden sind, der bei Häufung von nicht übereinstimmenden zugehörigen Meldungen aus dem Analogwertsieb (AS) und dem Bewerter (B) an seinem Ausgang ein Störsignal abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Pulsmodulationssystem ein PCM-System ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewerter (B) ein Digitalwertsieb (DS) ist, und daß der von dem Analog- und Digitalwertsieb (AS, DS) umfaßte Wertebereich wenigstens eine Quantisierungsstufe beträgt

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu überwachender Signalwertbereich um den Aussteuerruhewert des zu übertragenden Signals liegt

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu überwachender Signalwertbereich um den Aussteuernihewert des zu übertragenden Signals liegt

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Analog- und Digitalwertsieb (AS, DS) an seinem jeweiligen Ausgang einen Impuls liefert, wenn ein Signal in seinen Wertebereich fällt, und daß die beiden Ausgänge mit den Eingängen eines Exklusiv-Oder-Gatters verbunden sind, das ausgangsseitig über eine Fehlerintegrationsstufe (Fl), etwa in der Form eines Vorwärts-Zählers mit getakteter Rücksetzung, an eine Fehleranzeigevorrichtung (FA) angeschlossen ist

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überprüfung von gleichzeitig mehr als einem Signalwertbereich alle Ausgänge der zugehörigen Analog- und Digitalwertsiebe (AS, DS) jeweils paarweise auf ein Exklusiv-Oder-Gatter (V) geschaltet sind, und daß die Ausgänge dieser Gatter über ein Oder-Gatter (OG) mit der Fehlerintegrationsstufe (FI) verbunden sind.