DE1947654C3 - Schaltungsanordnung zur Bit Syn chronisierung fur den Decoder eines PCM Systems - Google Patents

Description

Anordnung zur Bit-Synchronisierung im Decoder eines P(WZ-Systems zur Nachrichtenübertragung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Systeme mit einem NRZ-Code, ti. 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 ^l!i.

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-Zeiclien erwünscht, da die am meisten geeignete Zeit zur Prüfung des Zustands des Eingangszeichens in der Mitte einer jeden Bit- oder Stellenpofltion liegt.

Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 221278 bereits bekannt, zur Synchronisierung das Eingangssignal und ein örtlich erzeugtes Taktsignal miteinander zu vergleichen. Bei dieser Anordnung werden zwei Signale mit unterschiedlicher Amplitude integriert, um ein Fehlersignal zu erzeugen. Es ist weiterhin aus der deutschen Auslegeschrift 1 251 378 bekannt, eine Phasendiükrimination mit einer bistabilen Stufe durchzuführen, die beispielsweise mit einem Signal eingestellt und mit einem anderen Signal rückjjestellt wird. Eine ähnliche Anordnung ist auch in der deutschen Auslegeschrift 1 294 990 beschrieben. Eine andere bekannte Anordnung zur Synchronisierung (deutsche Auslegeschrift 1 267 248; verwendet Zähler, die mit Beginn eines Impulses anlaufen und bei vorgegebener Zählstellung in Abhängigkeit von dem gerade anliegenden Signal ciwe Kippstufe

ίο setzen oder zurücksetzen.

Eine andere Anordnung zur Phasenkorrektur ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 292 184 bekannt, bei der zwei Taktimpulsfolgen mit einem Vielfachen der Frequenz der POVZ-Signale erzeugt und dann heruntergeteilt werden. Die Teiler werden in Abhängigkeit vom Auftreten der Signalübergänge im PCM-Signal beeinflußt.

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

Diese Aufgabe ist bei Anordnungen der eingangs erwähnten Art eifindungsgemäß gelöst durch einen Taktgenerator, mr Erzeugung von Taktinipulsen, ein Schieberegister mit verschiedenen Stufen, eine mit der Zeichenzuführung und der ersten Stufe des Schieberegisters gekoppelte erste Torschaltung, zur Erzeugung einer ersten Folge von Impulsen, deren Breite \on der Phasenbeziehung zwischen den an kommenden Z'OVZ-Zeichen und dem örtlich erzeugten 1 aktimpuls 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 asiabilen 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 gekenn-

5ⁿ zeichnet, daß den zusammengefaßten Impulsfolgen eine feste Vorspannung überlagert wird und daß die feste Vorspannung die Sollfrequenz bestimmt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführiingsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Anordnung zur Bit-Synchronisierung eines POW-Systems, das mit einem NRZ-Code arbeitet, und

F i g. 2 verschiedene Wellenformen, die an ver- schiedenen Punkten der Anordnung der F i g. 1 auftreten.

In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung werden die ankommenden PCM-Zeichen in ein Schieberegister eingespeist, das mehrere Stufen SR1, SR 2, SR 3 ...

SRh' 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 (7·

Die Taktimpulse CP werden durch einen astabilen Multivibrator erzeugt, der zwei Transistoren 71 und 7 2 umfaßt. Die Periode des Multivibrators hängt von der Zeitkonstante der Kopplung zwischen dem Kollektor von 72 und der Basis von 71 ab. und diese Kopplung umfaßt eine veränderliche Kapazitätsdiode D 1, so daß durch Veränderung der Sperrspannung an der Kapazitätsdiode Dl die Periode der ic Taktimpulse geändert werden kann.

Es wird jdtzt ein ankommendes PC/VZ-Zeichen mit einem Tastverhältnis 1 betrachtet, wie es in der F i g. 2 (a) gezeigt ist. Die örtlich erzeugten Taktimpulse CP sind in F i t> 2 (b) gezeigt. Es wird angenommen, daß die Phasenbeziehung zwischen den Taktimpulsen und den ankommenden PC/W-Zeichen willkürlich ist. Beim Abtasten der ersten Stufe SR 1 wird deshalb am Ausgang ein Zeichen auftreten, wie es in Fig. 2 (r) ge/ei»t ist. Dieses Ausgangs-/eichen SRlQ ist das gleiche wie dus PCM-'d'mgangs/eichen, es ist jedoch um eine Zeit verzögert, die von der Phasenbeziehung zwischen dem Takt und dem Eingangszeichen abhängt. Falls jetzt das Ausgangszeichen SR1 ζ) (Fig. 2 [d]), welches dieselbe Phasenlage wie das Zeichen SR 1Q hat, mit dem TTAZ-Eingangszeichcn in einer Torschaltung f/ J zusammengeführt wird, so erhält man eine Folge von negativen Impulsen - KCCl variabler Breiter, die durch den Betrag der Verzögerung in der Stufe SR 1 bestimmt ist.

Der Wert von ; muß so lange nachgestellt werden, his die optimale Phasenbeziehung zwischen dem Takt und dem Eingangszeichen erreicht ist. Zu diesem Zweck wird eine zweite Folge von Impulsen VCCI durch Zusammenschalten der Ausgangszeichen SRlQ und SR 1Q~ abgeleitet. Da in die Stufe SR 2 das Ausgangszeichen SR 1 Q eingespeist wird und da sämtliche Stufen des Schieberegisters völlig von dem örtlich erzeugten Takt gesteuert werden und somit auch die Ausgangszeichen SR2Q und SRlQ, muß am Ausgang der Torschaltung G 2 eine Folge von Impulsen VCCI konstanter Breite r, die gleich der Periode des Taktes ist, auftreten. Die Phasen dieser Impulse werden in einer Torschaltung GZ zur Erzielung gleich vieler positiver Impulse · KCC2 umgekehrt. Durch Integration dieser beiden Impulsfolgen kann ^ine Vorspannung zur Steuerung der Periode des astabilen Multivibrators abgeleitet werden. KCCl und +VCCI werden mit einer konstanten Vorspannung E kombiniert und durch einen Kondensator C 1 integriert, so daß an dem Punkt X eine Spannung entsteht, die durch die Gleichung

V_x = K_x vcc ih - ' ) r κ., vcci ( ^T ] + K₃ κ

gegeben ist, in der K₁, K^ und K_n Mischungskonstanten sind und in der 7 die durchschnittliche Periode der Taktimpulse ist.
Es gilt folglicli die Gleichung

V_x =

^VCC

^-K_x VCCI + K_:iE.

Die unerwünschte Gleichspannungskomponente wird entfernt, in dem K₁ VCCI + K₃E = V_at: gemacht wird, wobei V_at- der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung /wischen der Basis und dem Emitter des Transistors 73 ist.

V_x wird dann über 73 zur Steuerung der Sperrspannung an der Diode D 1 und damit zur Steuerung der Zeitkonstanten der Kopplung rles Multivibrators verwendet.

Diese Anordnung ist stabil, wenn Α'.,γ -K₁' ist. V_x ist dann gleich V_lu , und zwar unabhängig von 7. Diesen Zustand erreicht man, indem man A', --■ 2 A'., und / — Jr macht.

Die Spannung V_x wird der Basis des Transistors 73 zugeführt, und das am Kollektor des Transistors 73 entwickelte Ausgangszeichen wird als Sperrspannung für die Kapazitätsdiode D 1 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 V_x. 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 /OW-Zcichens ergeben eine steife Regelung des Taktgebers. Eine gleichwertige Stabilisierung für weniger häufige Phasenübergänge erfordert eine große Verstärkung in der Verstärkerstufe 73. Die gezeigte 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 Sprachverstümmeiung, wenn die Frequenz auf 300 Hz heruntergeht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bit-Synchronisierung für den Decoder eines PC/VZ-Systems zur Nachrichtenübertragung, insbesondere für einen NRZ-Code. gekennzeichnet durch einen Taktgenerator, zur Erzeugung von Taktinipulsen, ein Schieberegister mit verschiedenen Stufen, eine mit der Zeichenzuführung und der ersten Stufe des Schieberegisters (SR I) gekoppelte erste Torschaltung (Cr 1), zur Erzeugung einer ersten Folge von impulsen, deren Breite von der Phasenbe-/iehiing zwischen den ankommenden PCM-Zechen und dem örtlich erzeugten Taktimpuls abhängt, eine mit den Ausgängen der ersten und der zweiten Stufe (SR 1, SR 2) gekoppelte zweite Torschaltung (Cl 2). zur Herleitung einer zweiten Folge von Impulsen gleicher Breite, und durch eine Scha.(stufe, in der die aus den beiden Torschaltungen ((!1,(12) gelieferten Impulsfolgen bewertet zusammengefaßt werden und daraus ein Regelkritenum 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 Kapazii.itsdindi [!> 1) umfas>enden Kopplung zwischen den beiden Stufen bestimmt ist, und daß die von der Schaltstufe erzeugte Vorspannung zur Steuerung der Sperrspannung der Kapazitätsdiode (Z) 1) verwendet wird.

3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den zusammengefaßten Impulsfolgen eine feste Vorspannung überlagert wird und daß die feste Vorspannung dif Sollfrequenz bestimmt.