DE2009100A1 - Automatischer Entzerrer - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR. CLAUS REINLÄNDER WPL- ING. KLAUS BERNHARDT

D-8 MÜNCHEN 60

BACKERSTRASSfS

6/106

I¹UJITSU LIMITED

No. 1015 Kamikodanaka

Kawasaki, Japan

Automatischer Entzerrer

Priorität: 26. März 1969 Japan 44-22860

Die Erfindung betrifft einen automatischen Entzerrer für die Datenübertragung. Beim Aussenden von Signalen für die Datenübertragung über eine Übertragungsleitung werden die Signale durch die Verzögerungsverzerrung der Übertragungsleitung od. dgl. beeinflusst und die Wellenform wird verzerrt und eine Zwischenzeicheninterferenz tritt auf. Wenn die Signalübertragungsgeschwindigkeit im Vergleich zu der Bandbreite der Übertragungsleitung, größer ist, verursacht diese Zwischenzeicheninterferenz Signalfehler. Wenn die Übertragungsgeschwindigkeit hoch ist, ist es deshalb notwendig, die Zwischenzeicheninterferenz der empfangenen Signale durch die Verwendung eines geeigneten Entzerrers zu kompensieren.

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Bisher sind Querfilter als Entzerrer für diese Zwecke verwendet worden. Der Aufbau eines solchen Filters ist in Pig. 1 gezeigt. Die Eingangesignale werden einer Verzögerungsleitung 1 zugeführt, die mit Abgriffen versehen ißt. Die durch die Abgriffe Z1 bis Z7 verzweigten Signale laufen über die Multiplizierkreise 2, um die Amplitude und die Polarität einzustellen, und werden durch einen Überlappungskreis 3 überlappt.

Der Multiplizierkreis 3 erzeugt das Produkt des Eingangssignales und einer Eonstanten durch Verwendung eines geeigneten Wertes zwischen 1 und -1 als Multiplikationsfaktorkonstante. Diese Multiplikationsfaktorkonstante ist veränderbar und der Multiplizierkreis 2 wird auf einen geeigneten Wert entsprechend den Eigenschaften der Übertragungsleitung eingestellt. Die Wellenformen der leile dieses Querfilters sind in Fig. 2 gezeigt, (a) zeigt die Wellenform der Eingangs-Einzeldatenimpulse. Bei der tatsächlichen Übertragung der Signale werden die Einzeldatenwellenformen hintereinander mit einem Zeitintervall P mit verschiedenen Werten unterwegs ausgesandt und werden überlappt. Das Transversalfilter ist erforderlich, um die Wellenformen der Eingangssignale (a) in Wellenformen ohne Zwischenzeicheninterferenz umzuwandeln, d.h. Wellenformen, bei denen ein Datenimpuls nicht durch einen anderen Datenimpuls am Abtastpunkt beeinflusst wird. Mit anderen Worten muß ein Datenimpuls am Abtastpunkt eines anderen Datenimpulses Null sein. Solche Wellenformen sind in Fig. 2 (e) gezeigt. Eingangssignalwellenformen (a) können in Wellenformen (e) auf folgende Weise umgewandelt werden. Zuerst kann der Wert des benachbarten Abtastpunktes ti Null gemacht werden, indem die Wellenform (f) addiert wird, die erhältlich ist, wenn eine Wellenform erzeugt wird, die durch

009842/1105 OWGINAL WSPECTS)

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eine Zeit eines Impulsintervalls um einen geeigneten Wert durch den Multiplizierkreis 2 zum Eingangssignal (a) verzögert ist. Als Ergebnis der Addition kann die Wellenform (c) erhalten werden und es ist ersichtlich, daß der Wert am Punkt ti Null ist, wenn sich die Wellenformen (a) und (b) gegenseitig aufheben. Gleichermaßen kann die Wellenform vont-1 Null gemacht werden, indem die Wellenform (d) zur Wellenform (c) addiert wird. Durch geeignetes Einstellen der Multiplizierkreise 2 der Abgriffe ZI bis Z7 und durch überlappen der durch die Abgriffe Z1 bis Z7 verzweigten Signale können somit die Wellenformen der Ausgangs-Einzeldatenimpulse Null bei tk (k = +1, + 2, ..,) gemacht werden.

Das bekannte oben beschriebene Querfilter hat deshalb einen Nachteil, weil die Einstellung kompliziert ist. Das Filter muß jedesmal neu eingestellt werden, wenn die verwendete Übertragungsleitung gewechselt wird,und die Einstellung ist nicht einfach. Deshalb muß die Einstellung automatisch gemacht werden, bevor Filter dieser Art allgemein verwendbar gemacht werden können. Verschiedene Anordnungen für die Automatisierung der Einstellung der Querfilter sind bisher entwickelt worden. Bei einer dieeer Anordnungen werden Einzeldatenimpulse mit einem ausreichend langem Zeitintervall als Pilots'ignale ausgesandt. An der Empfangsseite werden*) Pilotsignal -Wellenformen, die über das Transversalfilter an den anderen Abtastpunkten (tk, k = + 1, ± 2 ...) gelaufen sind, aufgefunden und die Multiplikationsfaktorkonstante des Multiplizierkreises 2 wird automatisch eingestellt und so festgesetzt, daß dieser Wert Null werden kann. Nach dem Ende der Einstellung werden die Datensignale übertragen. Diese Anordnung hat darin einen Nachteil, daß ein besonderes Pilotsxgnal für die Einstellung des Multiplizierkreises 2 erforderlich ist ,und deshalb müssen Pilotsignale und^r'Datensignale in der Eingangestufe der Datenübertragung geschaltet

*) Werte von 00 98 42/110 5 _ _ _

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werden. Die Anordnung hat noch einen weiteren Nachteil darin, daß einer allmählichen Änderung der Eigenschaften des Kanales, wenn der Wert dee Multiplizierkreißes 2 nach der Einstellung festgelegt ist, während der Datenübertragung nicht nachgefolgt werden kann« Eine andere bekannten Anordnung findet den Fehler der Ausgangssignale des Querfilters auf und führt die Einstellung so aus, daß der Fehler Null werden kann. Wenn die Signale nicht verzerrt sind, können die Signale nur verschiedene vorbestimmte endliche Werte haben und die Differenz zwischen dem Wert der Eingangssignale und dem vorbestimmten Wert nächst diesem Wert wird zum Signalfehler gemacht und die Einstellung wird so ausgeführt, daß der fehler Null werden kann. Dieee Anordnung hat den Nachteil, daß die Verzerrung des Eingangssignales in einem gewissen Umfange klein gemacht werden muß. Wenn die Zahl der Pegel der Signale groß ist, besteht insbesondere eine große Möglichkeit, daß die Pegel falsch beurteilt werden und eine Fehleinstellung ausgeführt wird.

Die Erfindung bezieht eich auf eine automatische Entzerreranordnung mit Querfiltern, welche die oben beschriebenen Nachteile ausschließt. Die Erfindung betrifft einen automatischen Entzerrer, der kein Pilotsignal erfordert, der in der Lage ist, der Änderung der Eingenschaften des Kanals zu folgen, und der in der Lage ist, eine Einstellung ohne Fehler auszuführen, auch wenn die Zahl der Signale groß ist.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Querfilters, Fig. 2 Wellenformdiagramme der Tiile des Querfilters nach ' Pig. 1,

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2 QO 9-1 CO

Pig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des automatischen Entzerrers nach der Erfindung,

lig. 4 ein Schaltbild von praktischen Beispielen eines Polaritätsdiskriminators, eines Produktkreises und eines Tiefpaßfilters eines Korrelat ionsauJELndungsteils,

Fig. 5 ein Schaltbild von praktischen Beispielen eines Multiplizierkreises und eines Zusammenschaltkreises eines Transversalfilterteils und

Fig. 6 Blockschaltbilder eines Verwürflers und eines Entwurf lerso

Der Aufbau, einer Ausführungsform des automatischen Entzerrers nach der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, worin 10 ein Querfilterteil und 20 ein Korrelationsauffindungsteil sind. Der Querfilterteil 10 ist in dem bekannten oben beschriebenen Querfilter gleichartig und der einzige Unterschied besteht darin, daß der Transversalfilterteil mit einem automatischen Multiplizierkreis 12 versehen ist, um den Multiplikationsfaktor durch geeignete Steuersignale einzustellen. Eingangssignale zu dem automatischen Entzerrer nach der Erfindung müssen Datensignale sein, die willkürlich gemacht sind, d„h. Datensignale, die sich nicht gegenseitig aufeinander beziehen. Solche Datensignale können durch einen Verwürfler erhalten werden, von dem ein Beispiel in Fig. 6 (a) gezeigt ist. Dieser Verwürfler enthält Schieberegister bis 79, einen Rückkopplungsweg 80 und Zusammenschaltkreise bis 84. Jeder der Zusammenschaltkreise 81 bis 84 ist ein ausschließlicher ⁿ Oder"-Kreis und die Schieberegister 75 bis werden durch die Taktgebung 85 von außen gesteuert. Die Datenfolge von dem Eingangsanschluß 71 wird dem Inhalt der Bits

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hinzugefügt, die den Eingangssignalen vorangehen, die in den Schieberegistern gemäß den arithmetischen Operationen gespeichert sind, die durch 0+0=1 +1 =0, O + 1 π 1 + O = 1 in ausschließlichen "Oder"-Zusammen8cha:Ltkreisen 81 bis 84, die mit den Schieberegistern verbunden sind, definiert sind, und das Ergebnis der Addition wird von dem AuBgangsanschluß 96 als Leitungsfolge abgenommen. Die Ausgangssignale haben keine Beziehung, welche die Eingangösignale hatten, da diese Ausgangssignale ein zusammengesetzter Ausgang von augenblicklichen Eingangsinformationaimpulsen und Signalen sind, die über die ausschließlichen '^lOder"-Zusamraenschaltkreise 82 bis 84 in dem ausschließlich "Oder"-Zusammenschaltkreis 81 rückgekoppelt sind. Diese Ausgangssignale werden mit dem automatischen Entzerrer nach der Erfindung über den Ausgangsanschluß 96 verbunden. Des weiteren trit.; der Ausgang des Querfilterteils 10 auch in den Korrelatiom' · auffindungsteil 20 als Eingangssignale ein. Die in den Korrelationsauffindungsteil 20 eintretenden Signale werden -zu einer Verzögerungsleitung 21 gegeben, die mit Abgriffen versehen ist. Die Ausgänge der Abgriffe Z11 bis Z17 treten in die entsprechenden Produktkreise 23 als Multiplikanten mit Aue:- nähme des Ausgangs des Mittelabgriffs Z14 ein, Der Ausgang von dem Mittelabgriff Z14 tritt in einen Polaritätsdiskriminator {Ausschnitteinrichtung) 22 ein, in dem die Polarität des Ausganges diskriminiert wird, und die Ausgangssignale von dem Polaritätsdiskriminator 22 treten in die Produktkreise 23 als Multiplizierkreise ein. In jedem der Produktkreise 23 wird der Ausgang des Polaritätsdiskriminators 22 zum AuBgangswert des Abgriffs Z, mit dem der Produktkreis 23 verbunden ist, addiert. Die Ausgangssignale der Produktkreise 23 gelangen zu den Tiefpaßfiltern 24, in denen die Hochfrequenzkomponenten der Signale abgeschnitten werden und die Signale gemittelt werden. Wie unten beschrieben worden ist, werden die Ausgangssignale von den Filtern 24 zueinander

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in Beziehung gebracht und diese Ausgangssignale werden zu den Multiplizierkreisen 12 des Querfilterteils 10 als Multipliziersteuerslgnale über einen Rüokkopplungskreis gesandt. Somit wird der automatische Entzerrer der Fig. 3 als Ganzes zu einer Rückkopplungeanordnung gemacht und die Anordnung wird so gesteuert, daß die in Beziehung stehenden Werte Hull werden können.

Während nur der Fluß der Signale innerhalb des Schaltungsauf-· bauee nach der Erfindung oben beschrieben worden ist, wird als nächstes das Prinzip der Arbeitsweise erläutert. Dabei wird angenommen, daß der Querfilterteil 10 nicht ausreichend eingestellt ist und die Wellenform des Ausgangs des Querfilterteils 10, d.h. die Ubertragungsausgangs- und-eingangs-Einzeldatensignale in den Korrelationsauffindungsteil 20, ißt in Fig. 2 (a) gezeigt und der Wert am Punkt ti (Abtastpunkt) ist hi. Es wird auch angenommen, daß to der Abtastpunkt des Datenimpulses ist, d.h. der Steuerpunkt der Wellenform des Impulses. Bei der tatsächlichen Übertragung der Daten wird dies mit dk multipliziert. Dieses dk ist der Wert der Daten des k-ten Impulses und zur Vereinfachung wird angenommen, daß dk entweder 1 oder -1 ist. Der Ausgang des Mittelabgriffs Z14 der Verzögerungsleitung 21, die mit Abgriffen des Korrelationsauffindungßteils 20 versehen ist, tritt in den Polaritätsdiskriminator 22 ein und der Ausgang dieses Polaritätsdiskrlminators 22 wird mit di bezeichnet. Wenn der Ausgang des j-ten Abgriffs,gezählt in der Figur nach links von der Mitte, Xij 1st, kann dieses Xij am Abtastpunkt folgendermaßen ausgedrückt werden?

, . _ OBiQlNAL INSPECTS)

_mm<X) hi + j■'■■-" k ♦ dk M).

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Das Produkt von Xij und di wird in einem Produktkreis erzeugt und der Ausgang dieses Produktkreises wird durch das Filter 24 gemittelt. Der Ausgang Yj des Filters 24 kann ausgedrückt werden als:

OO

Yj = Xi,jdi » ^l hi + j - k · dk di (2)

ke-oo

Andererseits kann, wenn angenommen wird» daß die Signale, die ausgesandt worden sind, durch einen Codeumsetzer (Verwürfler) willkürlich gemacht worden sind, dk di. ausgedrückt werden als:

0 ()

(35)

Deshalb kann die Gleichung (2) geschrieben werden als

Yj = hj (4)

24

Dies bedeutet, daß der Ausgang des Filiers die Restverzerrung des einzelnen Datenimpulses darstellt.

Der Polaritätsdiskriminator 22, der Produktkreis 23 und das Tiefpaßfilter 24 des Korrelationsauffindungsteils 20 werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Im PolaritätsdiBkriminator 22 treten die Eingangssignale 51· d.h. die Ausgangssignale von dem Abgriff Z14 der Verzögerungsleitung, in die Eingänge der Funktionsverstärker und 53 ein, die eine ausreichend große Verstärkung haben. Wenn der Eingang ein positives Potential hat, wird der Ausgang des Funktionsverstärkero 52 negativ und öffnet ein . r: analoges Tor durch KST 56 und der Ausgang des Funktionsverstärkers 53 wird positiv und schließt ein analoges Tor durch FET 57. Wenn der Eingang negatives Potential hat, ge- ^

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schiebt der umgekehrte Vorgang. Andererseits treten die Signale 50 von den Abgriffen der Verzögerungsleitung des Korrelationsauffindungsteils in den Puffer-Funktionsverstärker 58 ein. Der Ausgang des FunktionsVerstärkers wird verzweigt und einer der verzweigten Ausgänge geht direkt zu PET 56, während die Polarität des anderen Ausgangs durch den Funktionsverstärker 59 umgesetzt (mit -1 multipliziert) wird ,und der Ausgang von 59 geht nach FET 57· Jeder der *

Kreise FET 56 und 57 bildet ein analoges Tor und das Öffnen ■ = und Schließen dieser analogen Tore werden, wie oben beschrieben, durch den Ausgang des Polaritätsdiskriminators bestimmt. Die Ausgänge der beiden analogen Tore werden im Punkt 61 zusammengesetzt und der Ausgang von 61 tritt in den Puffer-Funktionsverstärker 60 ein. Wenn FET 56 geschlossen und FET 57 geöffnet ist, tritt der Ausgang des Funktionsverstärkers 58 direkt in den Funktionsverstärker ein, und wenn FET 56 offen ist und FET 57 geschlossen ist, wird die Polarität des Ausganges umgekehrt und dann gelangt der Ausgang zu dem Funktionsverstärker 60.Das Eingangssignal 50 wird somit mit der Polarität (1 oder -1) des Sign&les des Punktes 51 multipliziert. Der Ausgang des vjj

Funkt ions verstärker s 60 gelangt zu einem Tiefpaßfilter das aus zwei Widerständen und einem Kondensator besteht. Deshalb kann durch Einstellen des Multiplizierkreises 12 des Querfilterteils in der Weise, daß der Ausgang Yj des Filters nach Gleichung (4) Null gemacht werden kann, die Restverzerrung (Hj") der Datenimpulse als Ergebnis Null gemacht werden und die Einstellung kann ausgeführt werden und der Ausgang des Zusammenschaltkreises 13 kann erhalten werden.

Das Prinzip der Arbeitsweise des Multiplizierkreises 12 und des Zusammenschaltkreises 13 wird im einzelnen unter Bezug nahme auf das Schaltbild der Fig. 5 beschrieben. Die Signale von einem Abgriff einer Verzögerungsleitung treten bei 43

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- ίο -

in den Multiplizierkreis 12 ein und werden an den Puffer-Punktionsverstärker 31 angelegt. Der Ausgang dieses Punktioneverstärkers 31 gelangt zu einem Brückenkreis mit den Thermistoren 33 und 34 und den Widerständen R1 und R2. Der Ausgang dieses Kreises tritt als Differenzspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen 35 und 36 auf. Die 7er-

ψ Stärkung dieses Kreises wird durch den Widerstandswert der Thermistoren geändert und dies kann gesteuert werden, indem der Heizstrom der Thermistoren verändert wird. Verstärkungssteuersignale treten über 44 ein und werden über den Puffer-Punktionsverstärker 32 gesandt und steuern den Heizstrom der Thermistoren. Der !Zusammenschaltkreis 13 setzt die Ausgänge einer Hehrzahl von Multiplizierkreisen zusammen und nimmt auch die Differenz zwischen den Spannungen der Ausgangsanschlüsse 33 und 36 des Multiplizierkreises 12 ab. Signale in 35 und 36 kommen an den Eingangspunkten 45 und 46 der PunktionBverstärker 39 und 40.jeweils über die Widerstände und 38 an. Die Signale von anderen Multiplizierkreisen, die,

t über die Transistoren gesandt werden, werden auch an den Punkten 45 und 46 zusammengesetzt. Die Ausgänge der Punktionsverstärker 39 und 40 werden dugch die Widerstände 41 und 42 zusammengesetzt. Die Verstärkung des Punktionsverstärkers 39 kombiniert mit dem Rückkopplungskreis ist positiv und die Verstärkung von 40 ist negativ. Die absoluten Werte der beiden Verstärkungen sind gleich. Deshalb tritt eine Spannung proportional zur Differenz zwisohen den Spannungen in 45 und 46 am Ausgang 47 auf· Wenn der Ausgang 47 vollständig eingestellt ist, wird der Betrieb des Korrelationeauffindungs· teils 20 angehalten und der Ausgang 47 wird als Ausgang des automatischen Entzerrers ausgesandt. Die Datensignale werden aber willkürlich gemacht, bevor sie in die Verzögerungsleitung 11 eintreten,und deehalb ist auch der Ausgang 47 willkürlich, ao daß er in ursprüngliche Signale, die in einer

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gegenseitigen Beziehung stehen, durch den Entwur£er umgeeetit werden kann» wie dieser In flg. 6 (b) geseigt ist. Der EntwUrfler enthält so trie der Verwürfler Schieberegister 66 hie 90, einen Vorsohlebeweg 91 und Zusammenschaltkroise 92 his 95· Jeder der ZusaBaensehaltkreiae bis 95 ist ein ausschließlicher "Oder^-Kreis und die Schieberegister 86 bis 90 werden durch die laktgebung 96 gesteuert. In den Ausgang des Sntaerrers sind unnötige Signal® in der Datenfolge enthalten» welche die ursprünglichen Signale sind, und deshalb wird die Ausgangele'ltungefoige von dem Entserrer wie in dem falle des Vorwurflere, der an der Eingangsseite vorgesehen ist, su der Leitungefolge des Bits addiert, das der Ausgangsleitungsfolge in de« ausschließlichen "Oder"-Kreis vorangeht, um dadurch die unnötige Leitungsfolge eu löschen und die ursprüngliche Signalfolge su erhalten.

Während die Zahl der Pegel der Signale bei den vorher erwähnten Beispiel 2(+1, -1) war, kann die Einstellung auch in gleicher Weise zufriedenstellend ausgeführt werden, wenn die Zahl der Pegel größer als swei ist· Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß der Erfindung ein automatischer Entzerrer aufgebaut, in des ein Eorrelationsauffindungsteil mit einer mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung, ein Polar!tfitsdiskriainator, Produktkreiee und filter mit einem Querfilter und MultipllEierkreise des Querfiltere kombiniert werden und automatisch durch den Ausgang der Signale des Korrelationsauffindungsteils gesteuert werden, wodurch eine kompllsierte Einstellung ausgeführt werden kann und eine Korrelationsverserrung der Codee, die momentan durch die Eigenschaften der Übertragungsleitung geändert wird, automatisch korrigiert werden kann, weshalb die Erfindung vom praktischen Standpunkt aus eine große Wirkung hat. -ί -ν=»-·:- ...

". ,.;;.,: 0098^2/1105

Claims (2)

1. 6/106

   !Patentansprüche

   (Ji Automatleoher Snteerrer, gekennseiohnet duroh einen Verwürflerkreis, der «η der Singangsseite vorgesehen let, um die llngangasignale willkürlich su machen, duroh ein Querfilter «dt einer Yersugerungsleitung, duroh Multiplislerkreise sue automatischen Einstellen der Singjttnge τοη Abgriffen der Yersugerungslcitung duroh äuBere Signale, duroh einen Zuee—Hingohaltkreie sail Zusavieneetsen der Ausgange τοη den Multipllsierkreisen, duroh einen Korrelationaauffindungeteil alt einer Bit Angriffen Tereehenen Yersögerungeleitung, duroh einen Polaritätediekviainator, der mit dem Mittelabgriff verbunden let, duroh Produktkreie· und filter, wobei die anderen Abgriffe auier dem Mittelabgriff mit den filtern über Produktkreiee -verbunden sind und der Auegang dee Polaritätediekriminators mit den Produktkreieen verbunden ist, und duroh einen XntwUrflerkreie ium Umeetsen der entserrten willkürlichen Signale in Signal«, die gleichartig den Singangeeignalen in gegenseitiger Besiehung stehen·
2. 2. Automatischer Xntserrer naoh Anspruch 1, gekennseiohnet einen YerwUrflerkrels, duroh ein Querfilter mit Multi«- rkreieen und einem Zueammensohaltkrels, duroh einen - lonsaufftndungskrels mit filtern und duroh. einen SntvUrflerkreie, wobei der Auegang des Yerwttrflerkreisee mit dem Querfilter, der Ausgang des Querfiltere mit dem lorrelationsauffindungsteil, Hie Ausgänge der filter ^s Korrelationsauffindungsteile mit den MaltipXitslarkreieen des Querfiltere und der Ausgang um ^usmaaeaeoheltkreisee mit dem Entwurflerkreis r«rtrunden sind»

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