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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anpassung an eine durch
einen ISDN-Datenübertragungsstandard
vorgegebene, annähernd
sinushalbwellenförmige
Pulsmaske für
eine Reichweitensteuerung über Übertragungskabel,
mit einem Pulsgenerator, der eine rechteckförmige Amplitude mit einem Überschwingen
und einem sich daran anschließenden
negativen Unterschwingen aufweist, erzeugt.
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Die
US 5,194,761 A beschreibt
einen Pulsgenerator zur Erzeugung einer Pulsform mit programmierbarer
Signalform. Dabei wird ein Master-Clock-Signal mehreren einstellbaren
Verzögerungsleitungen
zugeführt,
wobei abgegriffene Verzögerungsausgänge zur
Steuerung einer Auswahl von skalierten prozentualen Spannungsanteilen
des Ausgangssignals eingesetzt werden.
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Zur
Reichweitensteigerung über
die Übertragungskabel
werden in den verschiedenen ISDN-Datenübertragungsstandards unterschiedliche
Pulsmasken vorgeschrieben. Diese tragen den durchaus nationalspezifischen,
aber unterschiedlichen Kabeltypen und Eigenschaften Rechnung, weshalb
deren Einhaltung innerhalb der Standards streng kontrolliert wird.
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Bei
einem Sonderfall, der beispielsweise durch den Standard FTZ 221
vorgeschrieben ist, wird für
die Übertragung
mit einer Nenndatenrate von 2048 kbit/s eine annähernd sinushalbwellenförmige Pulsmaske
vorgeschrieben. Diese Pulsmaske ist in der 7 dargestellt. Dabei erstreckt sich die
Halbwelle zudem auch noch über
die gesamte Zeitdauer von 488 ns, im folgenden mit einem UI bezeichnet, die
dem gesendeten Symbol zur Verfügung
steht.
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Ein
Problem liegt aber hierin dabei, daß sich fast alle anderen Standards
mit einem mehr oder weniger verschliffenen Rechteckpuls begnügen, der sich
nicht über
ein gesamtes UI, sondern gerade in einem beispielsweise adressierten
E1-Bereich der 2048
kbit/s Übertragungsstrecke über ein
halbes UI erstreckt. Dies ist erläuternd in der 9 dargestellt.
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Um
dieses Problem zu überwinden,
verwandten bisherige Lösungen
reine äußere Beschaltungen,
die die Rechteckpulse zu den in der FTZ 221 vorgeschriebenen Pulsen
umformten. Dabei sind diese Lösungen
in aller Regel recht aufwendig und mindestens in zweiter Ordnung
mit externen Spulen geschaltet, um die Toleranzanforderungen der
Pulsmaske einzuhalten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art anzugeben, die mit technisch einfachen Mitteln
stets eine sichere Anpassung eines Signals an eine annähernd sinushalbwellenförmige Pulsmaske
ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Amplitude
des Pulsgenerators programmierbar ist und der Ausgang des Pulsgenerators
aus Aufwandsgründen
lediglich mit einem Filter erster Ordnung verbunden ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Ausgang des Filters erster Ordnung
mit einem Ausgangstreiber verbunden bzw. an diesen angelegt.
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Des
weiteren ist die Erfindung bevorzugt anwendbar, wenn der ISDN-Datenübertragungsstandard
die FTZ 221 ist.
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Gemäß einer
weiteren, bevorzugten Ausführungsform
ist der Pulsgenerator ein herkömmlicher Pulsgenerator
für T1-Standards, die eine
Nenndatenrate von 1544 kbit/s vor schreiben, jedoch mit einer Taktrate
von 2,048 MHz getaktet wird.
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Für eine noch
bessere Anpassung an die sinushalbwellenförmige Pulsmaske ist es von
Vorteil, wenn das Unterschwingen in einem Zeitbereich von 0,5 UI < t < 0,75 UI erzeugbar
ist bzw. erzeugt wird, wobei ein UI gleich 488 ns ist.
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Obwohl
eine Vielzahl von Filtern erster Ordnung einsetzbar sind, ist es
bevorzugt, wenn das Filter erster Ordnung ein Tiefpaß ist. Die
Eckfrequenz des Tiefpasses ist dabei vorzugsweise über weite Bereiche
variierbar.
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Dieses
Filter erster Ordnung bzw. dieser Tiefpaß kann z.B. einen Pol bzw.
eine Eckfrequenz von 510 kHz ± 10
%, 610 kHz ± 10
%, 880 kHz ± 10 %,
950 kHz ± 10 ± oder
1300 kHz ± 10
aufweisen, wobei in Abhängigkeit
der Amplituden des Pulsgeneratorausgangssignales zwischen diesen
Eckfrequenzen umschaltbar ist. Anstelle diskreter Werte für die Eckfrequenzen
kann selbstverständlich
auch eine kontinuierliche Veränderung
der Eckfrequenz vorgesehen werden. Sofern die Eckfrequenz auf einen
bestimmten Wert eingestellt ist, kann erfindungsgemäß auch die
Amplitude des Pulsgeneratorausgangssignales auf diese Eckfrequenz
angepaßt
bzw. eingestellt werden.
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Bevorzugte
Randbedingungen für
diese Programmierbarkeit sind dann gegeben, wenn der Zeitbereich
0 < t < 0,5 UI und der
Zeitbereich 0,5 UI < t < 0,75 UI der Amplitude
unterschiedlich polare Werte aufweisen.
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Selbstverständlich ist
es möglich,
diese Vorrichtung auf verschiedene Arten und Weisen zu realisieren,
allerdings ist es bevorzugt, wenn die Vorrichtung in einem Chip-Baustein integriert
ist.
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Außerdem ist
es aus Sicherheitsgründen
von Vorteil, wenn der Ausgang des Ausgangsteiles an eine Übertrager-/Blitzschutzbeschaltung
angeschlossen ist.
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Für eine sehr
gute Anpassung an die sinushalbwellenförmige Pulsmaske hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, wenn das Ausgangssignal eines Pulsgenerators
vier Pulsviertel mit absteigenden Amplitudenwerten aufweist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsformen
sowie aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine
skizzenhafte Schaltungsanordnung einer ersten Ausführungsform
der Vorrichtung zur Anpassung an eine Pulsmaske;
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2 in
schematischer Darstellung Variationen der T1-Puls-Ansteuerung des Filters erster
Ordnung mit dessen Eckfrequenzen;
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3 in
schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz
und der Ansteuerung im ersten Pulsviertel;
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4 in
schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz
und der Ansteuerung im zweiten Pulsviertel;
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5 in
schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz
und der Ansteuerung im dritten Pulsviertel;
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6 in
schematischer Darstellung den Zusammenhang der Filtereckfrequenz
und der Ansteuerung im vierten Pulsviertel;
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7 das
Toleranzschema für
die Pulsmaske eines Sendesignals an UK2ab;
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8 einen
Vergleich des FTZ221-Eingangspulses in das nachfolgend adressierte
Filter erster Ordnung gegenüber
dem T1-Puls mit 1544 kbit/s Normdatenrate, wobei der herkömmliche T1-Puls
mit durchgezogener Linie dargestellt ist;
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9 in
schematischer Darstellung einen E1-Rechteckpuls bei 2048 kbit/s Nenndatenrate;
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10 in
schematischer Darstellung einen T1-Puls mit 1544 kbit/s Normdatenrate;
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11 die
simulatorische Erfüllung
der FTZ221-Pulsmaske mit veränderter
T1-Masken-Programmierung und Schaltung T1 LBO 7.5dB; und
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12 ein
konkretes Ausführungsbeispiel einer
erfolgten Programmierung einen m700 v1.1 output mit xda-Programmierung 15
11 0 2 und LBO 7.7dB Pulsmasken gemäß FTZ221.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur Erzeugung
eines Signals, das einer durch einen ISDN-Datenübertragungsstandard vorgegebene,
annähernd
sinushalbwellenförmige
Pulsmaske genügt, enthält im wesentlichen
einen Pulsgenerator 12, der ein treppenförmiges Ausgangssignal
mit erzeugt und dessen Ausgang an einen Filter 14 erster
Ordnung, vorzugsweise einen Tiefpaß erster Ordnung, angeschlossen
ist.
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Dieser
Pulsgenerator 12 erzeugt ein treppenförmiges Ausgangssignal, das,
wie in 2 gezeigt, aus einem Bereich mit Überschwingen
und aus einem sich daran anschießenden Bereich mit negativem
Unterschwingen besteht. Dabei ist der Bereich mit Überschwingen
in ein erstes Pulsviertel und in ein zweites Pulsviertel aufgeteilt,
wobei das zweite Pulsviertel eine geringere Amplitude als das erste
Pulsviertel aufweist, während
der Bereich des negativen Unterschwingens in ein drittes Pulsviertel
und in ein viertes Pulsviertel aufgeteilt ist, wobei die Amplitude des
dritten Pulsviertels kleiner als die Amplitude des zweiten Pulsviertels
und die Amplitude des vierten Pulsviertels größer als die Amplitude des dritten
Pulsviertels ist. Ein solcher Puls entspricht einem herkömmlichen
T1-Puls.
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Zur
weiteren Verarbeitung kann der Ausgang des ersten Filters 14,
das bevorzugt ein Tiefpaß ist, an
einen Ausgangstreiber 16 angelegt werden.
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Obwohl
diese Vorrichtung 10 auf verschiedene Arten und Weisen
realisiert werden kann, ist es bevorzugt, wenn diese Vorrichtung
in einem Chip-Baustein 18 integriert ist.
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Wie
des weiteren in 1 dargestellt, kann aus Sicherheitsgründen der
Ausgang des Ausgangstreibers 16 mit einer Übertrager-/Blitzschutzschaltung 20 verbunden
werden.
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Wie
sich aus der 2 ergibt, ist die Eckfrequenz
des Filters 14 erster Ordnung abhängig von der Amplitude des
Ausgangssignals am Pulsgenerator, d.h. mit kleiner werdender Amplitude
nimmt die Eckfrequenz zu. Zur Erzeugung eines Signals, das in die
gewünschte
Pulsmaske gemäß FTZ 221 paßt, also
halbsinusförmig über 488
nsec ist, kann die Eckfrequenz variiert werden, wobei die dargestellten Ausführungsbeispiele
unterschiedlicher Amplituden durch unterschiedliche Strichlierungen
in 2 gezeigt sind.
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Die
zugehörenden
entsprechenden Eckfrequenzen liegen bei 510 kHz ± 10 %, 610 kHz ± 10 %, 880
kHz ± 10
%, 950 kHz ± 10
% oder 1300 kHz ± 10 %.
Diese unterschiedlichen Eckfrequenzen sind mit verschiedenen strichpunktierten
Linien in dieser 2 gezeigt.
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Die 3 bis 6 zeigen
jeweils den Zusammenhang zwischen der Filtereckfrequenz und der
Amplitude der ersten bis vierten Pulsviertel gemäß einer durchgeführten Approximation.
Hierbei ist gezeigt, daß eine
Interpolation für
die Pulsviertelamplituden über
die Verläufe
gemäß 3 bis 6 das
Einhalten der Pulsmaske gemäß 7 über den
spezifizierten Frequenzbereich erlaubt.
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Die
hier beschriebenen Ausführungsformen beruhen
darauf, daß beispielsweise
im Bereich der T1-Standards, die eine Nenndatenrate von 1544 kbit/s
vorschreiben, bereits Vorverzerrungen in Rechteckform gefordert
sind, die ein Unterschwingen in Zeitbereichen von 0,5 UI < t < 0,75 UI verlangen, was
in der 10 gezeigt ist. Dabei unterscheiden sich
die T1-Standards im wesentlichen in der Forderung der unterschiedlichen
Ausprägung
bzw. Amplitude des hier dargestellten negativen Unterschwingens
und des vorherigen Überschwingens,
was ebenfalls aus der 10 erkennbar ist.
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Unter
Ausnutzung der Programmierbarkeit des Über- und Unterschwingens ist
es nunmehr möglich,
mit einem veränderten
Verhältnis
des Unter- und Überschwingens
und lediglich mit einem Filter 14 erster Ordnung beispielsweise
chipintern ein Signal zu erzeugen, das die FTZ221 Pulsmaske befriedigt.
Dabei weist das interne Filter 14 ggf. einen dominanten Pol
bei 884 kHz auf. Das dazugehörige
programmierte Filtereingangssignal weist dann einen Verlauf auf, der
in der 8 gestrichelt dargestellt ist. Dabei sind die
Randbedingungen der Programmierung derart, daß der Zeitbereich 0 < t < 0,5 UI keine negativen Werte
und der Zeitbereich 0,5 UI < t < 0,75 UI keine positiven
Werte zuläßt.
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Aus
den 11 und 12 ist
das aus dieser Konfiguration im Betrieb erhaltene Signal bei einer
Datenrate von 2048 kbit/s mit leicht unterschiedlichen Programmierungen
des Über-
und Unterschwingens in verschiedenen Skalierungen dargestellt. Daraus
ergibt sich auch, daß sich
mit dieser Konfiguration die Pulsmaske auch über alle Technologien und Temperaturschwankungen
realisieren läßt.
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In 12 ist
die Pulsmaske gemäß 7 gezeigt
und ein simulierter Puls, auf den das erfindungsgemäße Verfahren
angewandt wurde und welcher in diese Pulsmaske paßt. Als
Pulsgenerator diente der von der Anmelderin hergestellte integrierte Baustein
mit der Bezeichnung m700 Version 1.1. Dieser Baustein mußte jedoch
hinsichtlich der Programmierbarkeit der Amplituden und des Einsatzes
des Filters sowie dessen Wählbarkeit
der Eckfrequenz an das erfindungsgemäße Verfahren angepaßt werden.