DE1947654A1

DE1947654A1 - Anordnung zur Bit-Synchronisierung

Info

Publication number: DE1947654A1
Application number: DE19691947654
Authority: DE
Inventors: Paul Barton; Mcneilly Joseph Hood
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1970-03-26
Also published as: DE1947654B2; AT301621B; DE1947654C3; GB1223585A; CH499243A; JPS4834342B1; BE739229A; FR2018685A1; NL6914456A

Description

Dipl.-Phys. Leo Thul
Patentanwalt

.7000 Stuttgart-Feuerbach
Kurze Strasse 8

J.H.McNeilly-P.Barton 16-3

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Anordnung zur Bit-Synchronisierung

Anordnung zur Bit-Synchronisierung im Decoder eines PCM-Systems zur Nachrichtenübertragung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Systeme mit einem NRZ-Code, d.h. mit einem Tastverhältnis 1. Bei solchen Systemen geht das Signal für aufeinanderfolgende L nicht auf 0 zurück. In einem NRZ-Code ist weniger Zeitlageninformation enthalten als z.B. in einem Code mit einem Tastverhältnis 1/2.

Für eine genaue Bit-Synchronisierung ist es nicht nur erforderlich, dass der Codierer mit der gleichen Taktfrequenz arbeitet wie das Codiergerät. Es ist vielmehr auch eine optimale Phasenbeziehung zwischen dem Decoder und dem ankommenden PCM-Zeichen erwünscht, da die am meisten geeignete Zeit zur Prüfung des Zustands des Eingangszeichens in der Mitte einer jeden Bit- oder Stellenposition liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, welche die Taktfrequenz eines Decoders mit der Frequenz eines empfangenen PCM-Zeichens synchronisiert und eine optimale Phasenbeziehung zwischen dem Takt des Decoders und den ankommenden PCM-Zeichen einstellt.

Diese Aufgabe ist bei Anordnungen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss gelöst durch einen Taktgenerator, zur Erzeugung von Taktimpulsen, ein Schieberegister mit verschiedenen Stufen, eine mit der Zeichen-Zuführung und der

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ersten Stufe des Schieberegisters gekoppelte erste Torschaltung, zur Erzeugung einer ersten Folge von Impulsen, deren Breite von der Phasenbeziehung zwischen den ankommenden PCM-Zeichen und dem örtlich erzeugten Taktimpuls abhängt, eine mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Stufe gekoppelte zweite Torschaltung, zur Herleitung einer zweiten Folge von Impulsen gleicher Breite, und durch eine Schaltstufe, in der die aus den beiden Torschaltungen gelieferten Impulsfolgen bewertet zusammengefaßt werden und daraus ein Regelkriterium für ein die Frequenz des Taktgenerators bestimmendes Glied gewonnen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator einen astabilen Multivibrator umfaßt, dessen Periode durch die Zeitkonstante der eine variable Kapazitätsdiode umfassenden Kopplung zwischen den beiden Stufen bestimmt ist, und dass die von der Schaltstufe erzeugte Vorspannung zur Steuerung der Sperrspannung der Kapazitätsdiode verwendet wird. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass den zusammengefassten Impulsfolgen eine feste Vorspannung überlagert wird ,und dass die feste Vorspannung die Sollfrequenz bestimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen:

.Fig. 1 eine Anordnung zur Bitsynchronisierung eines PCM-Systems, das mit einem NRZ-Code arbeitet, und

Fig. 2 verschiedene Wellenformen, die an verschiedenen Punkten der Anordnung der Fig. 1 auftreten.

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In der in Pig. 1 gezeigten Anordnung werden die ankommenden PCM-Zeichen in ein Schieberegister eingespeist, das mehrere

Stufen SRI, SR2, SRJ SRN hat. Die ankommenden PCM-

Stellen B werden schrittweise unter der Steuerung eines örtlich erzeugten Stromes von Taktimpulsen CP an die verschiedenen Stufen des Schieberegisters weitergegeben. Jede Stufe des Schieberegisters hat zwei komplementäre Ausgänge Q und "Ö".

Die Taktimpulse CP werden durch einen astabilen Multivibrator erzeugt, der zwei Transistoren Tl und T2 umfasst. Die Periode des Multivibrators hängt von der Zeitkonstanten der Kopplung zwischen dem Kollektor von T2 und der Basis von Tl ab, und diese Kopplung umfasst eine veränderliche Kapazitätsdiode Dl, so dass durch Veränderung der Sperrspannung an der Kapazitätsdiode Dl die Periode der Taktimpulse geändert werden kann.

Es wird jetzt ein ankommendes PCM-Zeichen mit einem Tastverhältnis 1 betrachtet, wie es in der Fig. 2 (a) gezeigt ist. Die örtlich erzeugten Taktimpulse CP sind in Fig.

(b) gezeigt. Es wird angenommen, dass die Phasenbeziehung zwischen den Taktimpulsen und den ankommenden PCM-Zeichen willkürlich ist. Beim Abtasten der ersten Stufe SRI wird deshalb am Ausgang ein Zeichen auftreten, wie es in Fig.

(c) gezeigt ist. Dieses Ausgangszeichen SRlQ ist das gleiche wie das PCM-Eingangszeichen, es ist jedoch um eine Zeit verzögert, die von der Phasenbeziehung zwischen dem Takt und dem Eingangszeichen abhängt. Falls jetzt das Ausgangszeichen SRlQ" (Fig. 2(d)), welches dieselbe Phasenlage wie. das

hat

Zeichen SRlQ, mit dem PCM-Eingangszeichen in einer Torschaltung Gl zusammengeführt wird, so erhält man eine Folge von negativen Impulsen - VCCI variabler Breite t, die durch den Betrag der Verzögerung in der Stufe SRI bestimmt ist.

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til I *

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Der Wert von t muss so lange nachgestellt werden, bis die optimale Phasenbeziehung zwischen dem Takt und dem Eingangszeichen erreicht ist. Zu diesem Zweck wird eine zweite Folge von Impulsen - VCC2 durch Zusammenschalten der Ausgangszeichen· SRlQ und SR2Q abgeleitet. Da in die Stufe SR2 das Ausgangszeichen SRlQ eingespeist wird* und da sämtliche Stufen des Schieberegisters völlig von dem örtlich erzeugten Takt gesteuert werden, und somit auch die Ausgangszeichen SR2Q und SR2Q, muss am Ausgang der Torschaltung G2 eine Folge von Impulsen - VCC2 konstanter Breite Ύ , die gleich der Periode des Taktes ist, auftreten. Die Phasen dieser Impulse werden in einer Torschaltung GJ zur Erzielung gleich vieler positiver Impulse + VCC2 umgekehrt. Durch Integration dieser beiden Impulsfolgen kann eine Vorspannung zur Steuerung der Periode des astabilen Multivibrators abgeleitet werden. - VCCI und + VCC2 werden mit einer konstanten Vorspannung E kombiniert und durch einen Kondensator Cl Integriert, so dass an dem Punkt X eine Spannung entsteht, die durch die Gleichung

VCCI (1 - ψ) +K₂ VCC2 (ψ) + Κ,Ε

gegeben ist, in der K,, Kp und K, Mischungskonstanten sind, und in der T die durchschnittliche Periode der Taktimpulse ist,

Es gilt folglich die Gleichung

V_Y = ¥§r^ (K₀T - K,t) +K₁ VCC2 + KJE.

Die unerwünschte Gleichspannungskomponente wird entfernt, in dem K₁ VCC2 + KJ3 = Vgg gemacht wird, wobei Vg_E der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors T3 ist.

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Vy wird dann über TJ zur Steuerung der Sperrspannung an der Diode Dl und damit zur Steuerung der Zeitkonstanten der Kopplung des Multivibrators verwendet.

dann «leich

Diese Anordnung ist stabil, wenn K₀ T = K_n t ist. V^

d ί A

und zwar unabhängig von T. Diesen Zustand erreicht man indem

1 *+*
man K, = 2 Kp und t = -^ f macht.

Die Spannung ν_χ wird der Basis des Transistors TJ zugeführt* und das am Kollektor des Transistors TJ entwickelte Ausgangszeichen wird als Sperrspannung für die Kapazitätsdiode Dl verwendet.

Es wird jetzt angenommen, dass der Taktgeber dazu neigt, seine Periode zu vergrössern. Die negativen Impulse der ' Breite t werden breiter und damit fällt ν_χ. Die Sperrspannung der Kapazitätsdiode erhöht sich und verringert somit die Periode des Taktgebers und bringt diesen in den synchronen Zustand und in die korrekte Phasenlage. Häufige Phasenübergänge des ankommenden PCM-Zeichens ergeben eine steife Regelung des Taktgebers. Eine gleichwertige Stabilisierung für weniger häufige Phasenüberg^änge erfordert eine grosse Verstärkung in der Verstärkerstufe TJ. Die gesägte Anordnung kann die Synchronisierung und etwa die optimale Phasenbeziehung aufrechterhalten, wenn die Phasenübergänge mit einer Häufigkeit von etwa 1 pro jeweils 100 Bit auftreten. Dies entspricht einer starken Sprachverstümmelung, wenn die frequenz auf JOO Hz heruntergeht.

J Patentansprüche

1 Bl. Zeichnungen, 2 Fig. ./<

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Claims

Patentansprüche

[JJ. Anordnung zur Bit-Synchronisierung im Decoder eines PCM-Systems z^r Nachrichtenübertragung, insbesondere für einen NRZ-Code, gekennzeichnet durch einen Taktgenerator, zur Erzeugung von Taktimpulsen, ein Schieberegister mit verschiedenen Stufen, eine mit der Zeichenzuführung und der ersten Stufe des Schieberegisters (SRI) gekoppelte erste Torschaltung (Gl), zur Erzeugung einer ersten Folge von Impulsen, deren Breite von der Phasenbeziehung zwischen denankommenden PCM-Zeichen und dem örtlich erzeugten Taktimpuls abhängt, eineef mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Stufe (SRI, SR2) gekoppelte zweite Torschaltung (G2), zur Herleitung einer zweiten Folge von Impulsen gleicher Breite, und durch eine Schaltstufe, in der die aus den beiden·Torschaltungen (Gl, G2) gelieferten Impulsfolgen bewertet zusammengefasst werden und daraus ein Regelkriterium für ein die Frequenz des Taktgenerators bestimmendes Glied (Dl) gewonnen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgenerator einen astabilen Multivibrator umfasst, dessen Periode durch die Zeitkonstante der eine variable Kapazitätsdiode (Dl) umfassenden Kopplung zwischen den beiden Stufen bestimmt ist, und dass die von der Schaltstufe erzeugte Vorspannung zur Steuerung der Sperrspannung der Kapazitätsdiode (Dl) verwendet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den zusammengefassten Impulsfolgen eine feste Vorspannung überlagert wird,und dass die feste Vorspannung die Sollfrequenz bestimmt.

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Sr/Wl

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